Трехфазный выпрямительный мост: принцип работы, схемы и применение

alexxlabРазное
Как работает трехфазный выпрямительный мост. Какие существуют схемы трехфазных выпрямителей. Где применяются трехфазные выпрямительные мосты. Каковы преимущества трехфазного выпрямления.

Содержание

Что такое трехфазный выпрямительный мост

Трехфазный выпрямительный мост представляет собой электронное устройство, предназначенное для преобразования трехфазного переменного тока в постоянный. В отличие от однофазных выпрямителей, трехфазные мосты позволяют получить более качественное выпрямленное напряжение с меньшим уровнем пульсаций.

Основными компонентами трехфазного выпрямительного моста являются:

  • 6 силовых диодов, собранных по мостовой схеме
  • Трехфазный трансформатор (в некоторых схемах)
  • Сглаживающий фильтр на выходе (конденсатор и/или дроссель)

Принцип работы трехфазного выпрямительного моста

Принцип работы трехфазного выпрямительного моста основан на поочередном открытии пар диодов в соответствии с мгновенными значениями напряжений трех фаз. Рассмотрим основные этапы работы:


  1. На вход моста подается трехфазное переменное напряжение со сдвигом фаз 120°
  2. В каждый момент времени открыты 2 диода — один из верхней группы и один из нижней
  3. Открытыми оказываются диоды, подключенные к фазам с наибольшей разностью потенциалов
  4. За период сетевого напряжения происходит 6 переключений диодов
  5. На выходе моста формируется выпрямленное напряжение с 6-кратной частотой пульсаций

Таким образом, трехфазный мост обеспечивает непрерывную передачу энергии от входа к выходу, что повышает эффективность выпрямления по сравнению с однофазными схемами.

Основные схемы трехфазных выпрямителей

Существует несколько базовых схем трехфазных выпрямителей, различающихся количеством диодов и способом подключения нагрузки:

Трехфазная однополупериодная схема

Это простейшая схема, содержащая всего 3 диода. Каждый диод подключен к своей фазе, а нагрузка — между общей точкой диодов и нейтралью трансформатора. Недостатком является низкое качество выпрямления.

Трехфазная мостовая схема (схема Ларионова)

Наиболее распространенная схема на 6 диодах. Обеспечивает двухполупериодное выпрямление с хорошими показателями качества выпрямленного напряжения. Нагрузка включается между двумя группами диодов.


Трехфазная схема с нулевой точкой

Содержит 6 диодов, но нагрузка подключается между общей точкой диодов и нулевым выводом трансформатора. Применяется реже мостовой схемы из-за повышенных требований к трансформатору.

Преимущества трехфазных выпрямительных мостов

Трехфазные выпрямительные мосты обладают рядом важных преимуществ по сравнению с однофазными выпрямителями:

  • Более низкий уровень пульсаций выпрямленного напряжения (в 3-4 раза)
  • Повышенная эффективность преобразования энергии
  • Меньшие габариты сглаживающих фильтров
  • Снижение уровня высших гармоник во входном токе
  • Возможность получения больших выходных токов и мощностей

Эти преимущества обусловлены более полным использованием энергии трехфазной сети и увеличенной частотой пульсаций на выходе моста.

Области применения трехфазных выпрямительных мостов

Благодаря своим достоинствам, трехфазные выпрямительные мосты нашли широкое применение в различных отраслях:

  • Системы электропитания промышленного оборудования
  • Зарядные устройства для аккумуляторных батарей большой емкости
  • Источники питания мощных электроприводов
  • Сварочные выпрямители
  • Выпрямительные агрегаты электрического транспорта
  • Системы катодной защиты трубопроводов

В целом, трехфазные выпрямители используются везде, где требуется преобразование трехфазного переменного тока в постоянный при средних и больших мощностях.


Расчет и выбор компонентов трехфазного выпрямительного моста

При проектировании трехфазного выпрямительного моста необходимо правильно рассчитать и выбрать его основные элементы:

Выбор диодов

Диоды должны выбираться по следующим параметрам:

  • Максимальное обратное напряжение: Uобр.макс > 1,5 * Uвх.макс
  • Максимальный прямой ток: Iпр.макс > 1,5 * Iнагр
  • Максимальная частота коммутации

Расчет трансформатора

Основные параметры трансформатора:

  • Мощность: Pтр = 1,05 * Pнагр
  • Напряжение вторичной обмотки: U2 = 0,855 * Uвых
  • Ток вторичной обмотки: I2 = 0,817 * Iнагр

Выбор сглаживающего фильтра

Емкость сглаживающего конденсатора можно оценить по формуле:

C = Iнагр / (2π * 6f * Kп * Uвых)

где f — частота сети, Kп — коэффициент пульсаций.

Правильный расчет этих компонентов обеспечит надежную и эффективную работу трехфазного выпрямительного моста.

Сравнение трехфазных и однофазных выпрямителей

Чтобы лучше понять преимущества трехфазных выпрямительных мостов, сравним их характеристики с однофазными выпрямителями:


ПараметрОднофазный мостТрехфазный мост
Коэффициент пульсаций0,670,057
Частота пульсаций2f6f
КПД0,810,955
Коэффициент мощности0,90,96

Как видно из таблицы, трехфазные выпрямители обеспечивают значительно лучшие показатели качества выпрямленного напряжения и эффективности преобразования энергии.

Перспективы развития трехфазных выпрямительных устройств

Несмотря на то, что базовые схемы трехфазных выпрямителей известны уже давно, эта область продолжает активно развиваться. Основные направления совершенствования:

  • Применение быстродействующих IGBT-транзисторов вместо диодов
  • Разработка активных корректоров коэффициента мощности
  • Внедрение цифровых систем управления выпрямителями
  • Создание «умных» адаптивных выпрямителей
  • Повышение энергоэффективности и снижение потерь

Эти инновации позволят еще больше улучшить характеристики трехфазных выпрямительных устройств и расширить сферу их применения.


Таким образом, трехфазные выпрямительные мосты являются эффективным решением для преобразования трехфазного переменного тока в постоянный. Они обеспечивают высокое качество выпрямленного напряжения и находят широкое применение в промышленности и энергетике. Дальнейшее совершенствование этих устройств будет способствовать повышению энергоэффективности и надежности систем электроснабжения.


Мост ларионова принцип работы

Трехфазный мостовой выпрямитель – принцип работы и схемы

Если для маломощных схем постоянного тока применяют однотактные или мостовые однофазные выпрямители, то для питания более мощных нагрузок необходимы порой выпрямители трехфазные.

Трехфазные выпрямители позволяют получать большие величины постоянных токов с малыми уровнями пульсаций выходного напряжения, что сказывается на снижении требований к характеристикам сглаживающего выходного фильтра. Итак, для начала рассмотрим однотактный трехфазный выпрямитель, изображенный на рисунке ниже:

В приведенной на рисунке однотактной схеме к выводам вторичных обмоток трехфазного трансформатора подключены всего три выпрямительных диода. Нагрузка присоединена к цепи между общей точкой, в которой сходятся катоды диодов, и общим выводом трех вторичных обмоток трансформатора.

Давайте теперь рассмотрим временные диаграммы токов и напряжений, имеющих место во вторичных обмотках трансформатора и на одном из диодов трехфазного однотактного выпрямителя:

Некоторым устройствам постоянного тока требуется большее напряжение питания, чем может дать однотактная схема, приведенная выше. Поэтому в некоторых случаях больше подходит схема трехфазного двухтактного выпрямителя. Принципиальная его схема приведена на рисунке ниже. Как мы уже отмечали, требования к фильтру снижаются, вы сможете увидеть это по диаграммам. Данная схема известна как трехфазный мостовой выпрямитель Ларионова:

Взгляните теперь на диаграммы и сравните их с однотактной схемой. Выходное напряжение в мостовой схеме легко представляется в виде суммы напряжений как бы двух однотактных выпрямителей, работающих в противоположных фазах. Напряжение Ud = Ud1+Ud2. Количество фаз на выходе очевидно больше и частота пульсаций сети больше.

В данном конкретном случае – шесть фаз постоянного напряжения вместо трех, которые были в однотактной схеме. Вот почему требования к сглаживающему фильтру снижаются, и в некоторых случаях без него можно полностью обойтись.

Три фазы обмоток вкупе с двумя полупериодами выпрямления дают основную частоту пульсаций равную шестикратной частоте сети (6*50 = 300). Это видно по диаграммам напряжений и токов.

Мостовое включение можно рассмотреть как объединение двух однотактных трехфазных схем с нулевой точкой, причем диоды 1, 3 и 5 — это катодная группа диодов, а диоды 2, 4 и 6 — анодная группа. Два трансформатора будто бы объединены в один. В каждый момент прохождения тока через диоды – в процессе участвуют одновременно два диода — по одному из каждой группы.

Открывается катодный диод, к которому приложен более высокий потенциал относительно анодов противоположной группы диодов, и в анодной группе открывается именно тот из диодов, потенциал к которому приложен более низкий по отношению к катодам диодов катодной группы.

Переход рабочих промежутков времени между диодами происходит в моменты естественной коммутации, диоды работают по порядку. В итоге потенциал общих катодов и общих анодов может быть измерен по верхней и нижней огибающим графиков фазных напряжений (см. диаграммы).

Мгновенные значения выпрямленных напряжений равны разности потенциалов катодной и анодной групп диодов, то есть сумме ординат на диаграмме между огибающими. Выпрямленный ток вторичных обмоток показан на диаграмме для активной нагрузки.

Таким же образом можно получить от трехфазного трансформатора более шести фаз постоянного напряжения: девять, двенадцать, восемнадцать и даже больше. Чем больше фаз (чем больше пар диодов) в выпрямителе, тем меньше уровень выходных пульсаций напряжения. Вот, взгляните на схему с 12 диодами:

Здесь трехфазный трансформатор содержит две трехфазные вторичные обмотки, причем одна из групп объединена в схему «треугольник», вторая — в «звезду». Количества витков в обмотках групп отличаются в 1,73 раза, что позволяет получить со «звезды» и с «треугольника» одинаковые величины напряжения.

В данном случае сдвиг фаз напряжений в этих двух группах вторичных обмоток относительно друг друга получается равен 30°. Поскольку выпрямители включены последовательно, то выходное напряжение суммируется, и на нагрузке частота пульсаций оказывается теперь в 12 раз большей по отношению к сетевой частоте, при этом уровень пульсаций получается меньшим.

Мостовой схеме выпрямления (схеме Ларионова)

Трехфазный мостовой выпрямитель (рис. 3.2) состоит из трехфазного трансформатора и комплекта диодов, собранных по трехфазной мостовой схеме (схема профессора А.Н. Ларионова).

В схеме выпрямителя используется шесть диодов: VD1. VD6. Три диода (VD1, VD3, VD5) соединены в катодную группу. Их общая точка имеет положительную полярность. Из этих трех диодов проводящим будет тот, на аноде которого в данный момент наиболее высокий положительный потенциал. Три диода (VD2, VD4, VD6) соединены в общую точку анодами и образуют анодную группу.

Их общая точка имеет отрицательную полярность. Из диодов анодной группы проводящим будет тот, на катоде которого наиболее отрицательный потенциал. В каждый момент времени в рассматриваемой схеме выпрямителя, как и в однофазной мостовой схеме, открыты два диода: один – в катодной, а другой – в анодной группах. Каждый диод работает в течение одной трети периода (рис.3.2, г, д), что отражено на графиках для токов катодной (iVDк) и анодной (iVDa) групп.

Рисунок 3.2 – Трехфазный мостовой выпрямитель (схема Ларионова):

а – электрическая принципиальная схема;

б-е – диаграммы напряжений и токов

На рис. 3.2,б изображены кривые мгновенных значений напряжений в фазах вторичных обмоток трансформатора uа, ub, uc а на рис. 3.2, в – кривые выпрямленных напряжения ud и тока id. На интервале t1–t2, равном p/3, напряжение фазы a (ua) имеет наибольшее положительное значение и, следовательно, на аноде диода VD1 потенциал наиболее высокий, т.е. диод VD1 открыт. Наибольшее отрицательное значение на этом же интервале имеет напряжение фазы b(ub), т.е. катод диода VD4 имеет наибольший отрицательный потенциал, отпирающий этот диод.

Таким образом, на интервале t1 – t2 к сопротивлению нагрузки через открытые диоды VD1 и VD4 будет приложено линейное напряжение между точками a и b (uab). Под действием этого напряжения ток будет протекать по цепи: + uа, VD1, Rd, VD4, –ub. В момент t2 (M1 – точка естественной коммутации диодов) мгновенные значения напряжений uв и uс равны, а далее напряжение uc будет более отрицательным. Это приведет к открытию диода VD6. Диод VD1 будет оставаться открытым, так как ua остается положительным.

На интервале t2 – t3, также равном p/3, будут открыты диоды VD1 и VD6, к сопротивлению нагрузки будет приложено линейное напряжение между точками а и с, и ток будет протекать в том же направлении по цепи: +uа, VD1, Rd, VD6, –uс. В момент t3 (точка N1) произойдет переключение диодов VD1 и VD3; диод VD3 откроется, так как uв будет равным ua и далее большим, а диод VD1 закроется.

Поскольку на нагрузку работают две последовательно соединенные вторичные фазовые обмотки трансформатора, то график выпрямленного напряжения ud представляет собой сумму огибающих фазовых напряжений работающих обмоток трансформатора.

Можно сформулировать правило: в схеме в любой момент времени открыты только два вентиля – а именно те, через которые к резистору нагрузки приложено наибольшее линейное напряжение

Период изменения основной гармонической переменной составляющей выпрямленного напряжения, как видно из рис.3.2, в, в 6 раз меньше периода изменения тока сети (Т1 = Тс/6). Следовательно, частота этой гармоники в 6 раз больше частоты тока питающей сети (f1 = 6fc). Несмотря на то, что схема получает электропитание от трехфазного трансформатора, кривая выпрямленного напряжения соответствует шестифазной схеме.

Мгновенное значение выпрямленного напряжения равно линейному напряжению работающих одновременно фаз:

(3.3)

Среднее значение выпрямленного напряжения равно:

(3.4)

Приняв для удобства за начало отсчета точку О1 на огибающей ud (посредине между t1 = p/6 и t2 = 3p/6 на рис.3.2, в), выразим среднее значение выпрямленного напряжения через функцию косинуса

(3.5)

Основные соотношения, показатели качества выпрямления и энергетические параметры трехфазной двухтактной мостовой схемы выпрямления приведены в таблице 3.1.

Достоинства трехфазной двухтактной мостовой схемы выпрямления по сравнению с предыдущими схемами перечислены ниже .

1. Отсутствие вынужденного подмагничивания постоянной составляющей выпрямленного тока, что обеспечивает высокое значение коэффициента использования трансформатора.

2. Малая амплитуда обратного напряжения.

3. Возможность включения вентилей непосредственно в сеть переменного тока (без трансформатора), если напряжение имеет требуемую величину.

Основным недостатком данной схемы выпрямления является необходимость применения шести вентилей вместо трех по сравнению с предыдущей схемой Миткевича.

Трехфазные мостовые выпрямители находят наиболее широкое применение в ИВЭ РЭС при питании от трехфазных первичных источников.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: На стипендию можно купить что-нибудь, но не больше. 9232 – | 7345 – или читать все.

194.79.20.244 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)
очень нужно

Что такое диодный мост и как он работает?

Наряду с линейными устройствами в электрической цепи можно встретить и нелинейные полупроводниковые элементы, имеющие самый разнообразный функционал в составе электронной схемы. Среди полупроводниковых приборов особое место занимает диодный мост, выполняющий роль преобразователя переменного напряжения в постоянное. Хоть для этих целей с тем же успехом может применяться и обычный диод, но сфера их применения существенно ограничивается рабочими параметрами одного элемента. Решить недостатки единичной детали помогла диодная сборка из нескольких, существенно отличающихся характеристиками и принципом работы.

Устройство и принцип работы

Диодный мост представляет собой электронную схему, собранную на основе выпрямительных диодов, который предназначен для преобразования подаваемого на него переменного тока в постоянный. Чаще всего в состав схемы включаются диоды Шоттки, но это не категоричное требование, поэтому в каком-либо конкретном случае может заменяться и другими моделями, подходящими по техническим параметрам. Схема моста из полупроводниковых диодов включает в себя четыре элемента для одной фазы. Диодный мостик может набираться как отдельными диодами, так и собираться единым блоком, в виде монолитного четырехполюсника.

Принцип работы диодного моста основывается на способности p – n перехода пропускать электрический ток только в одном направлении. Схема включения диодов в мост построена таким образом, чтобы для каждой полуволны создавался свой путь протекания электрического тока к подключенной нагрузке.

Рис. 1. Принцип работы диодного моста

Для пояснения выпрямления диодным мостом необходимо рассматривать работу схемы относительно формы напряжения на входе. Следует отметить, что кривая напряжения за один период имеет две полуволны – положительную и отрицательную. В свою очередь, каждая полуволна имеет процесс нарастания и убывания по отношению к максимальной точке амплитуды.

Поэтому работа выпрямительного устройства будет иметь такие этапы:

  • На вход выпрямительного моста, обозначенного буквами А и Б подается переменное напряжение 220В.
  • Каждая полуволна, подаваемая из электрической сети или от обмоток трансформатора, преобразуется в постоянную величину парой диодов, расположенных по диагонали.
  • Положительная полуволна будет проводиться парой диодов VD1 и VD4 и выдавать на выход моста полуволну в положительной области оси ординат.
  • Отрицательная полуволна будет выпрямляться парой диодов VD2 и VD3, с которых на том же выходе моста возникнет очередная полуволна в положительной области.

В связи с тем, что оба полупериода получают реализацию на выходе диодного моста, такое электронное устройство получило название двухполупериодного выпрямителя, также его называют схемой Гретца.

Обозначение на схеме и маркировка

На электрической схеме диодный мост может иметь различные варианты изображения. Чаще всего вы можете встретить такие обозначения:

Рис. 2. Обозначение на схеме

Первый вариант обозначения мостового выпрямителя используется, как правило, в тех ситуациях, когда электронный прибор представляет собой монолитную конструкцию, единую сборку. На схеме маркировка выполняется латинскими буквами VD, за которыми указывается порядковый номер.

Второй вариант наиболее распространен для тех ситуаций, когда диодный мост состоит из отдельных полупроводниковых устройств, собранных в одну схему. Маркировка второго варианта, чаще всего, выполняется в виде ряда VD1 – VD4.

Следует также отметить, что вышеприведенное схематическое обозначение и маркировка хоть и имеет общепринятый характер, но может нарушаться при составлении схем.

Разновидности диодных мостов

В зависимости от количества фаз, которые подключаются к диодному мосту, различают однофазные и трехфазные модели. Первый вариант мы детально рассмотрели на примере схемы Гретца выше.

Трехфазные выпрямители, в свою очередь, разделяются на шести- и двенадцатипульсовые модели, хотя схема диодного моста у них идентична. Рассмотрим более детально работу диодного устройства для трехфазной схемы.

Рис. 3. Схема трехфазного диодного моста

Диодный мост, приведенный на рисунке выше, получил название схемы Ларионова. Конструктивно для каждой из фаз устанавливается сразу два диода в противоположном направлении друг относительно друга. Здесь важно отметить, что синусоида во всех трех фазах имеет смещение в 120° друг относительно друга, поэтому на выходах устройства при наложении результирующей диаграммы получится следующая картина:

Рис. 4. Напряжение выпрямленное трехфазным мостом

Как видите, в сравнении с однофазным выпрямителем на базе диодного моста картина получается более плавной, а скачки напряжения имеют значительно меньшую амплитуду.

Технические характеристики

При выборе конкретного диодного моста для замены в выпрямительном блоке или для любой другой схемы важно хорошо ориентироваться в основных технических параметрах.

Среди таких характеристик наиболее значимыми для диодного моста являются:

  • Амплитудное максимальное напряжение обратной полярности – это пороговое значение более которого уже произойдет необратимый процесс и полупроводник выйдет со строя. Обозначается как UАобр в отечественных моделях или V­rpm для зарубежных.
  • Среднее обратное напряжение – представляет собой номинальное значение электрической величины, которое может прикладываться в процессе эксплуатации. Имеет обозначение Uобр в отечественных образцах или V­r(rms) для зарубежных диодных мостов.
  • Средний выпрямленный ток – обозначает действующую величину электрического тока на выходе диодного моста. На устройствах указывается как Iпр или Io для моделей отечественного или зарубежного производства соответственно.
  • Амплитудный выпрямленный ток – это максимальный ток на выходе выпрямителя, определяемый пиком полуволны на кривой, обозначается как Ifsm для пульсирующего тока на положительном и отрицательном выводе.
  • Падение напряжения в прямой полярности – определяет потерю напряжения от собственного сопротивления диодного моста. На устройстве обозначается как V­fm.

Если вы хотите выбрать модель на замену, допустим в сети 220 В, то главный параметр для диодного моста обратный ток и напряжение. Рабочие характеристики должны значительно превышать номинал сети, к примеру, при напряжении 220 В – диодный мост должен выдерживать около 400 В. По току подойдет и меньший запас, но его также следует предусмотреть.

Преимущества и недостатки

Кроме диодного моста существуют и другие способы преобразования переменного в постоянный ток. В сравнении с однополупериодным, двухполупериодное выпрямление обладает рядом преимуществ:

  • И отрицательная, и положительная полуволна синусоиды преобразуются в выходное напряжение, поэтому вся мощность трансформатора используется в наиболее оптимальной степени.
  • За счет большей частоты пульсации получаемое от диодного выпрямителя напряжение куда проще сглаживать при помощи фильтров.
  • Использование электроэнергии под нагрузкой уменьшает потери мощности на перемагничивание сердечника, возникающее из-за процессов взаимоиндукции в обмотках питающего трансформатора.
  • Гармоничное перераспределение кривой электротока и напряжения на выходе – за счет передачи каждого полупериода сразу двумя диодами в мосте, выходной параметр получается куда более равномерным.

К недостаткам диодного моста следует отнести и большее падение напряжения, в сравнении с однополупериодной схемой или выпрямителем с отводом из средней точки. Это обусловлено тем, что ток протекает сразу черед два полупроводниковых элемента и встречает омическое сопротивление от каждого из них. Такой недостаток может оказывать существенное влияние в слаботочных цепях, где доли ампера могут решать значение сигналов, режимы работы агрегатов и т.д. В качестве решения могут применяться диодные мосты с диодами Шотки, у которых падение прямого напряжения относительно ниже.

Еще одним недостатком является сложность определения перегоревшего звена, так как при выходе со строя хотя бы одного диода вся схема будет продолжать работать. Понять, что один из полупроводниковых элементов выпал из цепи можно лишь с помощью измерений, далеко не всегда прибор или схема отреагируют при сбое видимой неисправностью.

Практическое применение

На практике диодный мост имеет довольно широкий спектр применения – это и цифровая техника, блоки питания в персональных компьютерах, ноутбуках, различных устройствах, автомобильных генераторах, питающихся от низкого постоянного напряжения. Помимо этого их можно встретить в системах звуковоспроизведения, измерительной техники, теле- радиовещания, они устанавливаются в ряде различных устройств по всему дому. Для лучшего понимания роли диодного моста в этих приборах мы рассмотрим несколько конкретных схем, в которых он применяется.

Примеры схем с диодным мостом и их описание

Одна из наиболее простых схем с применением диодного моста – это зарядное устройство, применяемое для оборудования, питаемого низким напряжением. Один из таких вариантов рассмотрим на следующем примере

Рис. 5. Схема зарядного устройства

Как видите на рисунке, от понижающего трансформатора Т1 напряжение из переменного 220В преобразуется в переменное на уровне 7 – 9В. После этого пониженное напряжение подается на диодный мост VD, от которого выпрямленное через сглаживающий конденсатор С1 на микросхему КР. От микросхемы выпрямленное напряжение стабилизируется и выдается на клеммы разъема.

Рис. 6. Схема карманного фонаря

На рисунке выше приведен пример схемы карманного фонаря, данная модель подключается к бытовой сети 220В через розетку, что представлено соединением разъема Х1 и Х2. Далее напряжение подается на мост VD, а с него уже на микросхему DA1, которая при наличии входного питания сигнализирует об этом через светодиод HL1. После этого напряжение питания приходит на аккумулятор GB, который заряжается и затем используется в качестве основного источника питания для лампы фонарика.

Пример схемы сварочного агрегата

Здесь представлен пример схемы сварочного агрегата, в котором диодный мост устанавливается сразу после понижающего трансформатора для выпрямления электрического тока. Из-за сложности схемы дальнейшее рассмотрение работы устройства нецелесообразно. Стоит отметить, что существуют и другие устройства с еще более сложным принципом работы – импульсные блоки питания, ШИМ модуляторы, преобразователи и т.д.

Трехфазная мостовая схема (схема Ларионова)

Трехфазная мостовая схема (рис. 1.6, а) обладает наилучшим коэффициентом использования трансформатора по мощности, наименьшим обратным напряжением на диодах и высокой частотой пульсации (шестипульсная) выпрямленного напряжения, что, в некоторых случаях, позволяет использовать эту схему без фильтра. Схема приме­няется в широком диапазоне выпрямленных напряжений и мощностей.

Схема трехфазного мостового выпрямителя содержит выпрямительный мост из шести вентилей, в котором последовательно соединены две трехфазные группы. В нижней группе вентили соединены катодами (катодная группа), а в верхней – анодами (анодная группа). Нагрузка подключается между точками соединения катодов и анодов вентилей. Схема допускает соединение как первичных, так и вторичных обмоток трансформатора звездой или треугольником.

Диаграммы напряжений и токов, поясняющие работу идеализированного трехфазного мостового выпрямителя на активную нагрузку, представлены на рис. 1.6 (б, в).

Рис. 1.6. Трехфазная мостовая схема выпрямления (схема Ларионова) (а) и диаграммы напряжений и токов в ней при работе на активную нагрузку (б, в).

Каждая из двух групп выпрямителя повторяет работу трехфазного выпрямителя со средней точкой, поэтому при таком же значении напряжения вторичной обмотки трансформатора , как и в трехфазном выпрямителе со средней точкой, среднее выпрямленное напряжениеданного выпрямителя будет в два раза больше или наоборот, при том же значениивеличинабудет в два раза меньше [2, 3]:

, ,

что сокращает число витков вторичных обмоток трансформатора и снижает требования к изоляции.

Максимальное обратное напряжение вентиля данной схемы, как и в трехфазной схеме со средней точкой, равно амплитуде линейного вторичного напряжения. Однако ввиду того, что при том же значении величинав данной схеме в два раза меньше, соотношение здесь получается более предпочтительным

В схеме трехфазного выпрямителя со средней точкой ток нагрузки создается под действием фазного напряжения вторичной обмотки трансформатора, а в мостовой схеме – под действием линейного напряжения. Ток нагрузки здесь протекает через два вентиля: один – с наиболее высоким потенциалом анода относительно нулевой точки трансформатора из катодной группы, другой – с наиболее низким потенциалом катода из анодной группы. Иными словами, в проводящем состоянии будут находиться те два накрест лежащих вентиля выпрямительного моста, между которыми действует в проводящем направлении наибольшее линейное напряжение.

За период напряжения питания происходит шесть переключений вентилей и схема работает в шесть тактов, в связи с чем ее часто называют шестипульсной. Таким образом, выпрямленное напряжение имеет шестикратные пульсации, хотя угол проводимости каждого вентиля такой же, как в трехфазной схеме со средней точкой, т.е. 2π/3 (120º). Среднее значение тока вентиля соответственно составляет . При этом интервал совместной работы двух вентилей равен π/3 (60º).

Кривая тока вторичной обмотки трансформатора определяется токами двух вентилей, подключенных к данной фазе. Один из вентилей входит в анодную группу, а другой – в катодную. Вторичный ток является переменным с паузой между импульсами длительностью π/3 (60º), когда оба вентиля данной фазы закрыты. Постоянная составляющая во вторичном токе отсутствует, в связи с чем поток вынужденного подмагничивания магнитопровода трансформатора в мостовой схеме не создается.

На базе этой схемы возможно построение 12-ти и 24-х пульсных схем выпрямления, которые используют последовательное и параллельное соединение схем при различном сочетании соединений (“звезда” или “треугольник”) вторичных обмоток трансформатора.

Коэффициент использования трансформатора для различных схем выпрямления при активной нагрузке

Аналогично рассмотренной схеме со средней точкой могут быть определены габаритная мощность и коэффициент использования трансформатора по мощности для любых схем выпрямления при чисто активной нагрузке [2, 3]:

Что такое трехфазное выпрямление, принцип работы и схемы

В данной статье поговорим про трехфазный выпрямитель (контролируемый и неконтролируемый). Подробно опишем его принцип работы, а так же рассмотрим схемы полуволнового и полноволнового трехфазного выпрямителя.

Описание

В предыдущей статье мы видели, что процесс преобразования входного источника переменного тока в постоянный источник постоянного тока называется выпрямлением, причем наиболее популярные схемы, используемые для выполнения этого процесса выпрямления, основаны на полупроводниковых диодах. На самом деле выпрямление переменного напряжения является одним из самых популярных применений диодов, так как диоды недорогие, небольшие и надежные, что позволяет нам создавать многочисленные типы выпрямительных цепей, используя либо индивидуально подключенные диоды, либо всего один встроенный мостовой выпрямительный модуль.

Однофазные источники питания, такие как в домах и офисах, обычно имеют фазо-нейтральное напряжение 120 или 240 Врм, также называемое линией нейтрали (LN), и номиналом постоянного напряжения и частоты, которые создают переменное напряжение или ток в форму синусоидальной формы волны с сокращением «AC».

Трехфазные выпрямители, также известные как многофазные выпрямительные схемы, аналогичны предыдущим однофазным выпрямителям. Разница на этот раз в том, что мы используем три однофазных источника питания, соединенных вместе, которые были произведены одним единственным трехфазным генератором.

Преимущество здесь состоит в том, что трехфазные выпрямительные схемы могут использоваться для питания многих промышленных устройств, таких как управление двигателем или зарядка аккумулятора, которые требуют более высоких требований к мощности, чем однофазная выпрямительная схема.

Трехфазные источники питания развивают эту идею на один шаг вперед, комбинируя вместе три напряжения переменного тока одинаковой частоты и амплитуды, причем каждое напряжение переменного тока называется «фазой». Эти три фазы имеют сдвиг по фазе на 120 электрических градусов друг от друга, создавая последовательность фаз или поворот фазы на 360 o ÷ 3 = 120 o, как показано.

Трехфазная форма волны

Преимущество здесь заключается в том, что трехфазный источник переменного тока (AC) может использоваться для подачи электроэнергии непосредственно на сбалансированные нагрузки и выпрямители. Поскольку трехфазный источник питания имеет фиксированное напряжение и частоту, он может использоваться в схеме выпрямления для получения энергии постоянного тока с постоянным напряжением, которая затем может быть отфильтрована, что приводит к выходному напряжению постоянного тока с меньшей пульсацией по сравнению с однофазной выпрямительной схемой.

Принцип работы

Видя, что 3-фазный источник питания — это просто три однофазные комбинации, мы можем использовать это многофазное свойство для создания 3-фазных цепей выпрямителя.

Как и в случае однофазного выпрямления, в трехфазном выпрямлении используются диоды, тиристоры, транзисторы или преобразователи для создания полуволновых, двухволновых, неконтролируемых и полностью управляемых выпрямительных цепей, преобразующих данный трехфазный источник питания в постоянный выходной уровень постоянного тока. В большинстве случаев трехфазный выпрямитель подается напрямую от электросети или от трехфазного трансформатора, если подключенная нагрузка требует другого уровня выхода постоянного тока.

Как и в случае предыдущего однофазного выпрямителя, наиболее простой трехфазной выпрямительной схемой является схема неуправляемого полуволнового выпрямителя, в которой используются три полупроводниковых диода, по одному диоду на фазу, как показано ниже.

Полуволновое трехфазное выпрямление

Так как же работает эта трехфазная полуволновая выпрямительная схема? Анод каждого диода подключен к одной фазе источника напряжения с катодами всех трех диодов, соединенных вместе в одну положительную точку, эффективно создавая схему диода типа «ИЛИ». Эта общая точка становится положительной (+) клеммой нагрузки, в то время как отрицательная (-) клемма нагрузки подключается к нейтрали (N) источника питания.

Предполагая, что чередование фаз красно-желто-синее (V A — V B — V C ) и красная фаза (V A ) начинается при 0 o . Первым проводящим диодом будет диод 1 ( D 1 ), так как он будет иметь более положительное напряжение на своем аноде, чем диоды D 2или D 3 . Таким образом, диод D 1 проводит для положительного полупериода V A, в то время как D 2 и D 3 находятся в их обратном смещенном состоянии. Нейтральный провод обеспечивает обратный путь тока нагрузки к источнику питания.

Через 120 электрических градусов диод 2 (D 2 ) начинает проводить для положительного полупериода V B (желтая фаза). Теперь его анод становится более положительным, чем диоды D 1 и D 3, которые оба «выключены», потому что они смещены в обратном направлении. Аналогичным образом , 120 о дальнейшем V С(синия фаза) начинает возрастать поворачивая «ON» диод 3 (D 3 ) в качестве анода становится более положительным, таким образом, превращая «OFF» диоды D 1 и D 2 .

Затем мы можем видеть, что для трехфазного выпрямления, какой бы диод не имел более положительного напряжения на своем аноде, по сравнению с двумя другими диодами, он автоматически начнет проводить, тем самым давая схему проводимости: D 1 D 2 D 3, как показано.

Из приведенных выше сигналов для резистивной нагрузки видно, что для полуволнового выпрямителя каждый диод пропускает ток в течение одной трети каждого цикла, а выходной сигнал в три раза больше входной частоты источника переменного тока. Следовательно, в данном цикле имеется три пика напряжения, поэтому за счет увеличения количества фаз от однофазного до трехфазного источника улучшается выпрямление источника питания, то есть выходное напряжение постоянного тока становится более плавным.

Для трехфазного полуволнового выпрямителя напряжения питания V A V B и V C сбалансированы, но с разностью фаз 120 o , что дает:

V A= V P* sin (ωt — 0 o )

V B= V P* sin (ωt — 120 o )

V C= V P* sin (ωt — 240 o )

Таким образом, среднее значение постоянного тока формы волны выходного напряжения от трехфазного полуволнового выпрямителя задается как:

Поскольку напряжение обеспечивает пиковое напряжение V P равно V RMS * 1,414, из этого следует, что V P равно V P / 1,414, что дает 0,707 * V P , поэтому среднее выходное напряжение постоянного тока выпрямителя можно выразить через среднеквадратичное фазное напряжение, дающее:

Полноволновое трехфазное выпрямление

В двухволновой трехфазной неконтролируемой мостовой выпрямительной схеме используются шесть диодов, по два на фазу аналогично однофазному мостовому выпрямителю. Трехфазный двухполупериодный выпрямитель получается с использованием двух схем полуволнового выпрямителя. Преимущество здесь состоит в том, что схема производит более низкий пульсационный выход, чем предыдущий полуволновой 3-фазный выпрямитель, поскольку его частота в шесть раз превышает входной сигнал переменного тока.

Кроме того, двухполупериодный выпрямитель может питаться от сбалансированного 3-фазного 3-проводного треугольника, подключенного треугольником, поскольку четвертый нейтральный (N) провод не требуется. Рассмотрим ниже трехполупериодную трехфазную схему выпрямителя.

Как и раньше, при условии чередования фаз красного-желтого-синего (V A — V B — V C) и красной фазы (V A ) начинается при 0 o . Каждая фаза подключается между парой диодов, как показано на рисунке. Один диод проводящей пары питает положительную (+) сторону нагрузки, в то время как другой диод питает отрицательную (-) сторону нагрузки.

Диоды D 1, D 3, D 2 и D 4 образуют мостовую выпрямительную сеть между фазами A и B, аналогично диоды D 3 D 5, D 4 и D 6 между фазами B и C и D 5, D 1, D 6 и D 2 между фазами C и А.

Таким образом, диоды D 1, D 3 и D 5 питают положительную шину и в зависимости от того, какая из них имеет более положительное напряжение на своем анодном выводе, проводит. Аналогично, диоды D 2, D 4 и D 6 питают отрицательную шину, и какой диод имеет более отрицательное напряжение на своих катодных выводах.

Тогда мы можем видеть, что для трехфазного выпрямления диоды проводят в совпадающих парах, давая схему проводимости для тока нагрузки: D 1-2 D 1-6 D 3-6 D 3-6 D 3-4 D 5- 4 D 5-2 и D 1-2, как показано.

В трехфазных силовых выпрямителях проводимость всегда происходит в наиболее положительном диоде и соответствующем наиболее отрицательном диоде. Таким образом, когда три фазы вращаются через выводы выпрямителя, проводимость передается от диода к диоду. Затем каждый диод проводит в течение 120 o (одну треть) в каждом цикле питания, но так как требуется два диода для проводки в парах, каждая пара диодов будет проводить только 60 o (одну шестую) цикла в любой момент времени, так как показано выше.

Поэтому мы можем правильно сказать, что для трехфазного выпрямителя, питаемого от «3» вторичных обмоток трансформатора, каждая фаза будет разделена на 360 o / 3, таким образом, требуя 2 * 3 диода. Отметим также, что в отличие от предыдущего полуволнового выпрямителя, между входной и выходной клеммами выпрямителя нет общего соединения. Следовательно, он может питаться от звезды или от трансформатора.

Таким образом, среднее значение постоянного тока сигнала выходного напряжения от трехфазного двухполупериодного выпрямителя задается как:

Где: V S равно (V L (PEAK) ÷ √ 3 ), а где V L (PEAK) — максимальное линейное напряжение (V L * 1,414).

Резюме трехфазного выпрямления

В этой статье мы увидели, что трехфазное выпрямление — это процесс преобразования трехфазного источника переменного тока в пульсирующее постоянное напряжение, когда выпрямление преобразует входной источник питания синусоидального напряжения и частоты в постоянное напряжение постоянного тока. Таким образом, выпрямление мощности превращает переменный источник в однонаправленный источник.

Но мы также видели, что 3-фазные неконтролируемые полуволновые выпрямители, которые используют один диод на фазу, требуют подключения в виде звезды в качестве четвертого нейтрального (N) провода для замыкания цепи от нагрузки к источнику. Трехфазный двухполупериодный мостовой выпрямитель, который использует два диода на фазу, требует только трех линий электропередачи, без нейтрали, такой как та, которая обеспечивается питанием от треугольника.

Другим преимуществом двухполупериодного мостового выпрямителя является то, что ток нагрузки хорошо сбалансирован по мосту, что повышает эффективность (отношение выходной мощности постоянного тока к подводимой входной мощности) и снижает содержание пульсаций, как по амплитуде, так и по частоте, по сравнению с полуволновой конфигурацией.

Увеличивая количество фаз и диодов в конфигурации моста, можно получить более высокое среднее выходное напряжение постоянного тока с меньшей амплитудой пульсаций, как, например, при 6-фазном выпрямлении каждый диод будет проводить только одну шестую цикла. Кроме того, многофазные выпрямители производят более высокую частоту пульсаций, что означает меньшую емкостную фильтрацию и намного более плавное выходное напряжение. Таким образом, 6, 12, 15 и даже 24-фазные неконтролируемые выпрямители могут быть разработаны для улучшения коэффициента пульсации для различных применений.

Тимеркаев Борис — 68-летний доктор физико-математических наук, профессор из России. Он является заведующим кафедрой общей физики в Казанском национальном исследовательском техническом университете имени А. Н. ТУПОЛЕВА — КАИ

Мостовая схема трехфазного выпрямителя (схема Ларионова).

В этой схеме (рис. 6.25) включены 6 диодов, которые выпрямляют как положительные, так и отрицательные полуволны трехфазного напряжения. При этом в любой произвольный момент времени ток проводят два диода, у которых на аноде – наибольшее положительное напряжение, а на катоде – наибольшее отрицательное. Достоинства схемы Ларионова: отсутствие подмагничивания сердечника трансформатора постоянным током, вдвое меньшее (по сравнению с предыдущей схемой) обратное напряжение, малый коэффициент пульсаций и вдвое увеличенная частота пульсаций (fn = 6fc). Все это позволяет во многих случаях не использовать выходной фильтр. Вот значения основных показателей:

Трехфазный двухполупериодный выпрямитель отличается самыми лучшими показателями по пульсациям выпрямленного напряжения и тока за счет выпрямления обоих полупериодов в каждой фазе. При этом частота пульсаций возрастает в шесть раз по сравнению с частотой первичного источника переменного напряжения, что упрощает процедуру фильтрации выпрямленного напряжения.

При положительном полупериоде напряжения в фазе А ток через диод VD будет протекать не в течение всего полупериода, а только в той его части, когда U2a будет больше и2ъ и U2c, т. е. в течение 1/3 периода (2я/3). Причем с момента открытия диода t и до момента t2 ток нагрузки будет протекать под воздействием линейного напряжения Uab по контуру: точка а – VD – RH – VD5 – точка b, а с момента t2 и до момента t3 ток нагрузки будет протекать под воздействием линейного напряжения Uac по контуру: точка a – VD-RH– VD6 – точка с.

В оставшуюся часть периода (47г/3) диод VD закрыт и к нему приложено обратное напряжение, изменяющееся по закону текущего изменения линейного напряжения Ubc, причем максимальное значение обратного напряжения U0бР. щах равно амплитуде линейного напряжения, а по фазе оно совпадает вначале с моментом перехода через нуль напряжения U2c, а затем – напряжения U2h (рис. 6.25, а).

Аналогично будет протекать процесс в фазах В и С (рис. 6.25, б и в).

Для удобства сравнения различных схем выпрямления при определении параметров данного выпрямительного устройства они приводятся к фазным напряжениям вторичной обмотки трансформатора.

Значения параметров трехфазного двухполупериодного выпрямителя:

• среднее значение выпрямленного напряжения:

Рис. 6.25. Мостовая схема трехфазного выпрямителя: а – схема включения; б – напряжение; в – выпрямленный ток

• действующее значение выпрямленного напряжения:

• среднее значение выпрямленного тока:

• действующее значение выпрямленного тока:

• коэффициент преобразования выпрямителя:

• коэффициент формы тока:

• коэффициент пульсации тока нагрузки (отношение действующего значения переменной составляющей выпрямленного тока к его среднему значению):

• коэффициент использования выпрямительного диода VD по напряжению:

• коэффициент эффективности преобразования переменного тока в постоянный (КПД преобразования) – отношение мощности постоянного тока к среднему значению мощности нагрузки:

В табл. 6.2 представлены расчетные значения основных выходных показателей типовых схем выпрямительных устройств для случая синусоидального входного напряжения и активной нагрузки без фильтра.

как собрать своими руками в домашних условиях

В электротехнике существует несостыковка. С одной стороны, передавать энергию на большие расстояния удобнее, если она имеет форму переменного напряжения. С другой, для питания смартфонов, светодиодов в лампочках, плат в телевизорах и подобной бытовой техники требуется постоянный ток. Данную проблему успешно решает такое семейство радиодеталей, как выпрямительные диоды.

Диодный мост схема

Что такое диоды

Диод – это полупроводниковый элемент на основе кристалла кремния. Ранее эти детали также изготавливались из германия, но со временем этот материал был вытеснен из-за своих недостатков. Электрический диод функционирует как клапан, т.е. он пропускает ток в одном направлении и блокирует его в другом. Такие возможности в эту деталь заложены на уровне атомарного строения его полупроводниковых кристаллов.

Один диод не может получить из переменного напряжения полноценное постоянное. Поэтому на практике используют более сложные сочетания этих элементов. Сборка из 4 или 6 деталей, объединённых по специальной схеме, образует диодный мост. Он уже вполне способен справиться с полноценным выпрямлением тока.

Интересно. Диоды обладают паразитной чувствительностью к температуре и свету. Прозрачные выпрямители в стеклянном корпусе могут использоваться как датчики освещённости. Германиевые диоды (прим. Д9Б) подходят в качестве термочувствительного элемента. Собственно из-за сильной зависимости свойств этих элементов от температуры их и перестали производить.

Однофазный и трёхфазный диодный мост

Существует две основные разновидности выпрямляющих сборок:

  • Однофазный мост. Чаще используется в бытовых электроприборах. Имеет 4 вывода. На два их них подаётся переменное напряжение, т.е. фаза (L) и ноль (N). С двух оставшихся снимается постоянное, т.е. плюс (+) и минус (-).
  • Трёхфазный мост. Встречается в мощных промышленных установках и оборудовании, питающимся от сети 380 вольт. На его вход подаются три фазы (L1, L2, L3). С выхода так же снимается постоянное напряжение. Такие мосты отличаются большими размерами и внушительными токами, которые они способны через себя пропустить.

Трёхфазный выпрямитель

Принцип работы диодного моста

Понять, как мост выполняет свою задачу, можно, разобравшись в том, как ведёт себя отдельный диод. Изначально имеются только два провода с переменным напряжением (L и N). Оно имеет форму синусоиды (рис. а). Если в схему добавить один диод, то он будет пропускать только положительную полуволну (рис. б), если этот компонент развернуть, то отрицательную составляющую (рис. в). Такое напряжение уже не будет переменным. Всё же оно не годится для питания серьёзных электроприборов. В нём наблюдаются моменты, когда ток совсем отсутствует. Применение четырёх диодов позволит получить постоянное напряжение без всяких прерываний (рис. г). Трёхфазные мосты выпрямляют по такому же методу. Однако они делают это одновременно с тремя синусоидами.

Форма напряжения после моста

Выпрямитель

Полученное после диодного моста напряжение имеет форму синусоиды, у которой отрицательная составляющая отражена относительно оси времени. Проще говоря, оно имеет форму холмов и называется пульсирующим. Такое напряжение положительное. Не содержит моментов, когда ток не течёт. Но всё же оно нестабильное. Например, в точке «a» оно рано 0 вольт, а в «b» – имеет максимальное значение. Данный выпрямитель нельзя считать законченным.

Для решения этой проблемы требуется сглаживающий электролитический конденсатор. На плате он обычно располагается там же, где и диодная сборка. Ёмкость накапливает энергию в те моменты, когда она имеет пиковые значения (точка b), и отдаёт её в моменты провалов (a). На выходе получается прямая линия – полноценный постоянный ток, пригодный для питания последующих электронных компонентов, процессоров, микросхем и т.п.

Постоянный ток

Преимущества двухполупериодного диодного моста

Полный мост, также называемый двухполупериодным выпрямителем, по ряду характеристик лучше, чем просто одиночный диод. Объясняется это тем, что он даёт возможность:

  1. снизить подмагничивание трансформатора, после которого стоит двухполупериодный выпрямитель;
  2. снять с выхода напряжение с удвоенной частотой, которое в итоге проще сгладить;
  3. повысить КПД трансформатора, на вторичной обмотке которого установлен полный диодный мост.

Недостатки полного моста

У полноценного двухполупериодного моста имеются недостатки:

  1. Ток вынужден протекать не по одному диоду, а сразу по двум, включенным последовательно. Поэтому удваивается падение напряжения на выпрямительном элементе. Для маломощных мостов на кремниевых диодах оно может достигать 2 вольт. В мощных выпрямителях – порядка 10 В. Отсюда существенные потери мощности на выпрямляющем элементе и его повышенный нагрев.
  2. При выходе из строя одного и четырёх диодов мост продолжает работать. Данный дефект может быть незаметен без специальных замеров. Однако он создаёт риск более серьёзной поломки устройства, которое питается через неисправный мостик.

Конструкция

Схема любого выпрямительного моста включает в себя диоды. Они могут быть по отдельности распаяны на печатную плату или находиться в одном корпусе. Касаемо размера выпрямители бывают миниатюрными, например, импортные MB6S или советские КЦ405А. Последние в народе именуют «ка-цэшками» или «шоколадками».

КЦ405А и MB6S

Встречаются образцы с внушительными габаритами. Например, трёхфазный выпрямительный мост китайского производства. Прибор предназначен для токов в сотни ампер, поэтому имеет винтовой крепёж под силовые провода и плоскую металлическую теплопроводящую поверхность с отверстиями для фиксации на радиаторе охлаждения.

Трёхфазный диодный мост

Маркировка выпрямителей

Не существует общепринятых правил, согласно которым производители маркируют свои диодные мосты. Каждый вправе называть своё изделие так, как считает нужным, т.е. по своей собственной номенклатуре.

Однако у большинства из этих деталей есть схожие признаки, помогающие визуально определить назначение их выводов. На фото трёхфазного моста (см. выше) отдельно выделен символ переменного тока – волнистая линия. Он указывает на то, что к этому контакту подключается входное синусоидальное напряжение. Также на некоторых моделях мостиков входные выводы помечаются буквами AC (Alternative Current), указывающими на переменный ток. При этом выходные контакты, с которых снимается постоянный ток, обозначаются символами DC (Direct Current) или традиционными «+» и «-».  Дополнительно на некоторых выпрямителях со стороны плюса «подпилен» один из углов. Также на «+» может указывать и удлинённый вывод. Подобная маркировка свойственна многим электронным компонентам и называется ключом.

Маркировка диодных выпрямителей

Диодный мостик своими руками

Чтобы самостоятельно собрать выпрямитель, понадобится 4 однотипных диода. При этом они должны подходить по обратному напряжению, максимальному току и рабочей частоте. Соединения нужно сделать в соответствии со схемой ниже. Между двумя катодами снимается положительное напряжение, между анодами – отрицательное. К точкам, в которых подключены разноимённые выводы диодов, подсоединяется источник переменного напряжения. Всю схему можно за пару минут спаять навесным монтажом или потрудиться и выполнить в виде небольшой печатной платы.

Дополнительная информация. Обратные напряжения диодов, включенных в последовательную цепь, складываются между собой.

Мостик своими руками

Выбор типа сборки

Для каждой задачи существует свой оптимальный вариант выпрямительной диодной сборки. Все их можно условно разделить на 3 вида:

  • Выпрямитель на одном диоде. Применяется в самых простых и дешёвых схемах, где нет к.л. требований к качеству выходного напряжения, как, например, в ночниках.
  • Сдвоенный диод. Эти детали внешне похожи на транзисторы, ведь они выпускаются в таких же корпусах. Они также имеют 3 вывода. По сути, это два диода, помещённых в один корпус. Один из выводов – средний. Он может быть общим катодом или анодом внутренних диодов.
  • Полноценный диодный мост. 4 детали в одном корпусе. Подходит для устройств с большими токами. Применяется в основном на входах и выходах различных блоков питания и зарядных устройств.

Дополнительная информация. Выпрямители используются и в автомобилях. Они нужны для преобразования идущего с генератора переменного напряжения в постоянное. Оно, в свою очередь, необходимо для зарядки аккумулятора. Обычный бензогенератор вырабатывает переменный ток.

Проверка элементов

В большинстве случаев для проверки выпаивать мостик из платы не требуется. Тестировать его следует точно так же, как 4 p-n перехода с подключением по схеме диодного моста. Данное измерение настолько распространено, что его возможность реализована в любом мультиметре. Прибор для теста нужно переключить в режим диодной прозвонки.

Падение напряжения в прямом направлении на исправном выпрямительном диоде составляет 500-700 мВ. В обратном – прибор отобразит «1». Сгоревшая деталь чаще всего показывает в обоих направлениях «0», т.е. короткое замыкание. Реже бывает полный обрыв элемента (также в обе стороны). Все замеры следует повторить для каждого входящего в состав моста диода. Итого 8 измерений, т.е. 4 в прямом направлении и 4 – в обратном. Если тестируется диод Шоттки, то этот параметр составляет 200-400 мВ.

Использование барьера Шоттки

Применение диода Шоттки оправдано в двух случаях. Во-первых, когда нужно выпрямить высокочастотный ток. Барьер Шоттки идеально подходит для подобной задачи, ведь он имеет низкую ёмкость перехода и, соответственно, является быстродействующим. Во-вторых, когда требуется выпрямить большой ток в десятки или сотни ампер. В этом случае деталь отлично себя показывает ввиду низкого падения напряжения и малого тепловыделения.

Диодные мосты в мире электроники играют роль согласующего элемента. С их помощью можно подключать устройства, требующие постоянный ток, к сети удобного для передачи переменного напряжения. Подобных устройств очень много в быту, они крайне важны для комфортной жизни человека.

Видео

MDS100/16 Трехфазный диодный мост до 100 Ампер до 1600 Вольт мост выпрямительный, код MDS100/16 ., цена 1 300,00 ₽

Описание товара

В наличии

Подробное описание

Добрый день.

Вы попали на доску объявлений, информация о стоимости и наличии продукции Вы можете получить связавшись с менеджером. 

Является аналогом трехфазного диодного моста:

SEMIKRON

SKD62/04, SKD62/08, SKD62/10, SKD62/12, SKD62/14, SKD62/16,

SKD82/04, SKD82/08, SKD82/10, SKD82/12, SKD82/14, SKD82/16

IXYS:

VUO52-04N07 VUO52-08N07 VUO52-12N07 VUO52-14N07 VUO52-16N07

VUO62-04N07 VUO62-08N07 VUO62-12N07 VUO62-14N07 VUO62-16N07

VUO82-04N07 VUO82-08N07 VUO82-12N07 VUO82-14N07 VUO82-16N07

POWERSEM:

PSD62/04 PSD62/08 PSD62/12 PSD62/14 PSD62/16

PSD82/04 PSD82/08 PSD82/12 PSD82/14 PSD82/16

Характеристики:

Схема: трехфазный мост

Ток: 100 Ампер

Напряжение рабочее: 12в 24в 36в 42в 110в 220в 380в не более 500 Вольт

Напряжение пиковое: 1600 Вольт

Крепление: Винтовое

Точную информацию о товарах, ценах и наличии вы можете получить по запросу через электронную почту. Выставленный счет-договор является единственным информационным обязательством, все другие сведения могут содержать неточности. Мы затрачиваем все возможные силы для улучшения сервиса и благодарны тысячам юридических и частных лиц, воспользовавшимся нашими услугами, и сотням постоянных клиентов, которые продолжают с нами работать.

Каталог:

  • Выключатели, концевики, джойстики
  • Бесконтактные датчики
  • Реле, контакторы, автоматы
  • Маячки, колонны, сирены
  • Приводная техника
  • Разъемы и кабели
  • Трансформаторы, источники питания
  • Энкодеры, муфты
  • Автоматизация и измерение
  • Тиристоры, диоды, предохранители

Видео «Как добраться»:

Товарное предложение обновлено 26 августа 2021 г. в 16:39

Китай Трехфазный Выпрямитель, Китай Трехфазный Выпрямитель список товаров на ru.Made-in-China.com

Цена FOB для Справки: 18,00-30,00 $ / шт.
MOQ: 1 шт.

  • Инкапсуляция Структура: Керамические Упакованный Транзистор
  • заявка: Большие Машины
  • сертификация: ISO
  • Интенсивность света: рассеивающий
  • цвет: зеленый
  • Упаковка: Netrual Carton Box

  • Поставщики с проверенными бизнес-лицензиями

    Поставщики, проверенные инспекционными службами

    Chongqing Yokden E&M Equipment Co., Ltd.
  • провинция: Chongqing, China

Диодный мост DB15-12 15A 1200V трехфазный

Описание товара Диодный мост DB15-12 15A 1200V трехфазный
  • Обратное напряжение: 1200V;
  • Максимальный прямой ток: 15A.
Отличительные особенности и преимущества диодного моста DB15-12 15A 1200V

Диодный мост DB15-12 15A 1200V используется в схемах двухполупериодного выпрямления переменного напряжения.

Диодный мост устанавливается на выходе вторичной обмотки трансформатора.

В отличие от однополупериодной схемы выпрямления совместно с использованием конденсаторного фильтра питания, применение диодного моста обеспечивает низкий коэффициент пульсаций при значительном токе нагрузки.

При такой схеме подключения появляется возможность использования электролитического конденсатора меньшей емкости.

Диодный мост DB15-12 15A 1200V рассчитан на обратное напряжение до 1200V и прямой ток до 15A.

Рекомендуется, чтобы обратное напряжение диодного моста превышало входное напряжение с трансформатора хотя бы в два раза.

Прямой ток через диод определяется током, потребляемым нагрузкой. При превышении этого параметра, происходит тепловой пробой и диодный мост выходит из строя.

Следует отметить, что диодный мост рассчитан на максимальный ток – 15A исключительно при установке на радиатор.

При повышенной температуре окружающей среды можно организовать дополнительный отвод тепла при помощи вентилятора.

Как правильно припаять диодный мост DB15-12 15A 1200V

Идентифицировать выводы для пайки совсем не сложно.

  1. Отметка «+» находится рядом с положительным выводом;
  2. Отметка «-» — рядом с отрицательным выводом.

Это выходы диодного моста.

Два оставшихся вывода – это входы, которые служат для подачи переменного напряжения.

При пайке не следует перегревать выводы диодного моста.

Чем можно заменить диодный мост DB15-12 15A 1200V

Диодный мост допустимо заменить отдельными выпрямительными диодами с максимальным прямым током до 15A и обратным напряжением до 1200V.

Но если есть возможность, лучше купить диодный мост с такими же параметрами по следующим причинам.

  1. Параметры дискретных диодов могут значительно различаться от партии к партии. В диодном мосте технология производства гарантирует наиболее близкие характеристики каждого встроенного диода.
  2. Размещение диодов в одном корпусе гарантирует благоприятный тепловой режим диодного моста (все диоды одинаково нагреваются).
  3. При использовании 4-х диодов вместо одного диодного моста необходимо будет использовать 4 отдельных радиатора вместо одного.
  4. Диодный мост будет занимать меньше места на печатной плате.
Как правильно проверить диодный мост цифровым мультиметром

Проверить диодный мост мультиметром не сложно вне зависимости от того, имеет ли измерительный прибор функцию диодного теста (проверки диодов).

Поворотный переключатель цифрового мультиметра устанавливается в положение «диодный тест».

Подключаются щупы:

  • черного цвета в гнездо «COM»;
  • красного цвета в гнездо для проверки диодов.

Щуп черного цвета прикладываем к выводу «+» диодного моста, а красного цвета – поочередно к каждому из выводов с обозначением «~».

В каждом из измерений на дисплее должно быть показано напряжение порядка 0,6-0,8 В.

Меняем щупы места. Мультиметра должен показывать «0».

Таким образом, проверяется первая пара диодов.

Если при изменении щупов на одном из диодов остается «0» или будет показано падение напряжения, значит диодный мост «пробит» и его следует заменить.

Также проверяется вторая пара диодов, только щуп красного цвета подключается к выводу «-«, а черного – поочередно к выводам «~» диодного моста.

Если в мультиметре нет функции теста диодов, нужно установить поворотный переключатель в положение измерения сопротивления до 1 КОм и выполнить описанные выше проверочные процедуры.

Диодный мост часто выходит из строя из-за короткого замыкания в нагрузке. Чтобы уберечь электронный компонент от повреждения, следует использовать предохранитель.

Купить диодный мост DB15-12 15A 1200V в Киеве можно, сделав заказ на сайте или позвонив менеджеру по телефону в разделе «контакты».

Автор на +google

SKD30/12A1 за 3 891.84 ₽ в наличии производства SEMIKRON

Купить трехфазный диодный мост urmax 1,2кв SKD 3012A1 производителя SEMIKRON можно оптом и в розницу с доставкой по всей России, Казахстану и Республике Беларусь, а так же в другие страны Таможенного союза (Армения, Киргизия и др.).

Для того, чтобы купить данный товар по базовой цене в розницу, положите его в корзину и оформите заказ следуя детальной инструкции. Обращаем Ваше внимание, что в зависимости от увеличения объёма продукции перерасчёт розничной цены будет произведен автоматически. Оптовая цена на трехфазный диодный мост SKD30/12A1 выставляется исключительно после отправки коммерческого запроса на e-mail: [email protected] или [email protected]

  • Более подробная информация находится в разделе Оплата.

Мы работаем со всеми крупными транспортными компаниями и гарантируем оперативность и надежность каждой поставки независимо от региона присутствия заказчика. так же поставляются с различных складов Европы, Китая и США. Возможные варианты поставки запрашивайте у специалистов компании SUPPLY24.ONLINE.

  • Более подробная информация находится в разделе Доставка.

Гарантия предоставляется непосредственно заводом-изготовителем SEMIKRON . Гарантийный срок на SKD 3012A1 соответствует гарантии официального производителя. Гарантийный ремонт или замена оборудования осуществляется исключительно после проведения экспертизы и установления факта гарантийного случая.

практически всех известных мировых брендов представлены нашей компанией. В случае если интересующий Вас товар не был найден на нашем сайте, обратитесь в службу технической поддержки или обслуживающему Вас менеджеру и наши инженеры подберут аналоги для Вашего оборудования. Таким образом, возможно снизить затраты до 20% на обслуживание оборудования и оптимизировать Ваши расходы. Компания SUPPLY24.ONLINE берёт на себя полную ответственность за правильность подбора аналога. Наша компания предлагает только разумный подход, если по ряду критериев запрашиваемый товар не подразумевает замену на аналог, мы не предлагаем замену.
Стратегическая цель нашей компании помочь Вам подобрать оборудование и товар с оптимальными характеристиками, и разобраться в огромном количестве товарных позиций и предложений.

Внимание!

  • Характеристики,внешний вид и комплектация товара могут изменяться производителем без уведомления.
  • Изображение продукции дано в качестве иллюстрации для ознакомления и может быть изменено без уведомления.
  • Точную спецификацию смотрите во вкладке «Характеристики» .
  • На трехфазный диодный мост распространяется официальная гарантия от производителя!
  • При необходимости установки программного обеспечения и использования аксессуаров сторонних производителей, просьба проверить их совместимость с устройством, детально изучив документацию на сайте производителя SEMIKRON
  • Запрещается нарушение заводских настроек и регулировок без привлечения специалистов сертифицированных сервисных центров.

Характеристики

Производитель

Тип полупроводникового элемента

трехфазный диодный мост

Обратное напряжение макс.

Импульсный ток

Электрический монтаж

Конструкция диода

Падение напряжения макс.

Механический монтаж

ДОСТАВКА ПО РОССИИ

Доставка осуществляется в течении 2-3 дней с момента зачисления средств на р/с компании при наличии товара на складе в РФ. В отдельных случаях, при большой удаленности Вашего региона, срок доставки может быть увеличен.

  • Полный перечень городов, в которые осуществляется доставка, смотрите ниже.

ДОСТАВКА В СТРАНЫ ТАМОЖЕННОГО СОЮЗА

Доставка осуществляется в течении 3-5 дней с момента зачисления средств на р/с компании в следующие страны.

  • Казахстан
  • Армения
  • Беларусь
  • Киргизия

Обращаем Ваше внимание на то, что сроки доставки товаров напрямую зависят от наличия товара на Российском складе компании.

В случае, если выбранные товарные позиции находятся на одном из внешних складов Европы или США, то срок доставки товара может составлять до 3-4 недель. Для избежания недоразумений, рекомендуем уточнить актуальные сроки поставки в отделе логистики или у менеджера компании.

В данном случае, как правило, 90% заказов доставляются заказчикам в течении первых 2 недель.

Если какая-либо часть товара из Вашего заказа отсутствует на складе, мы отгрузим все имеющиеся в наличии товары, а после поступления с внешнего склада оставшейся части заказа отправим Вам её за счёт нашей компании.

ОФИСЫ ВЫДАЧИ ТОВАРА:

Доставка до ТК осуществляется бесплатно

CКЛАДЫ

принцип работы, сфера применения. Выпрямительный мост своими руками

В подавляющем большинстве блоков питания для выпрямления переменного электрического тока используются диодные мосты. Рассмотрим диодный мост, схема включает в себя только 4 диода. На принципиальной схеме, диодный мост обозначают как квадрат повернутый на 45 градусов в центре квадрата на одной из диагоналей чертят диод, катод ближе к положительному выходу моста, анод ближе к отрицательному выходу моста. Оставшиеся две вершины квадрата являются входами переменного напряжения.

Рисуя схему моста достаточно помнить, что от каждого входа приходят к «+» выходу два диода, прием анод подключается на вход, а катод на выход. Тоже и с отрицательным выходом, только к выходу подключаются аноды диодов.

Представим, что на вход диодного моста подается переменное напряжение и в текущий момент на верхнем по рисунку входе присутствует положительный потенциал, то диоды VD2 и VD3 откроются так как к к ним приложено положительное напряжение (на рисунке путь тока показан линией красного цвета), а VD1 и VD4 будут заперты обратным напряжением. При обратной полярности входного напряжения ток потечет от нижнего входа через VD4, нагрузку и VD1 (на рисунке путь тока показан синим цветом), а VD2 и VD3 будут заперты обратным напряжением.

Получается положительный выход будет соединен с тем входом диодного моста, на котором в данный момент присутствует положительный потенциал, а отрицательный выход с тем входом на котором отрицательный потенциал.


Трехфазный диодный мост схема

Рассмотренный нами диодный мост используется для однофазного выпрямления, его и называют однофазным мостом. Для выпрямления переменного электрического тока в трехфазных сетях используют трехфазный диодный мост.

Он состоит из 6 диодов, по паре диодов на каждую фазу. В данной схеме, ток протекает от фазы с наибольшим потенциалом, через нагрузку к фазе с наименьшем потенциалом. Оставшаяся фаза ни к чему не подключена. Если в однофазном мосте проводили ток два диода из четырех, то тут тоже проводят ток 2 диода, а 4 при этом заперты.

Диодный мосты выпускаются как законченные компоненты, но если нет в наличии такой детальки, то можно использовать 4 отдельных диода включенных по схеме диодного моста.

Для плат с поверхностным монтажом удобно использовать сдвоенные диоды. Например из двух диодных сборок BAT54S или BAV99 получается полноценный диодный мост.


Зачастую использование двух сборок из двух диодов оказывается дешевле, чем использование диодного моста из четырех диодов в одном корпусе или четырех диодов по отдельности.

Большинство электростанций вырабатывает переменный ток. Это связано с особенностью конструкции генераторов. Исключение составляют лишь солнечные панели, с которых снимается постоянный ток.

Вообще, выбор между постоянным и переменным током с точки зрения производства, транспортировки и потребления – это борьба противоречий.

Производить (вырабатывать на электростанциях) удобнее и проще переменный ток.

Транспортировать экономически выгодно постоянный ток. Смена полупериодов переменного напряжения приводит к потерям.

С точки зрения трансформации (уменьшение величины напряжения) удобнее работать с переменным током. Принцип работы трансформаторы построен на пульсирующем или переменном напряжении.

Большинство потребителей электроэнергии (речь идет об устройствах) работают на постоянном токе. Электросхемы не могут работать с переменным напряжением.

В результате мы имеем следующую картину:
До розетки доходит переменный ток с напряжением 220 вольт. А все домашние электроприборы (за исключением тех, которые содержат мощные электродвигатели и нагревательные элементы) питаются постоянным током.

Внутри большинства домашнего оборудования есть блоки питания. После понижения (трансформации) величины напряжения, необходимо преобразовать ток из переменного в постоянный. Основой такой схемы является диодный мост.

Для чего нужен диодный мост?

Исходя из определения, переменный ток с определенной частотой (в бытовой электросети 50Гц) меняет свое направление, при неизменной величине.

Важно! Поскольку мы знаем, что для питания большинства электросхем нужно полярное напряжение – в блоках питания приборов происходит замена переменного тока на постоянный.

Происходит это в два или три этапа:
С помощью диодной сборки переменный ток превращается в пульсирующий. Это уже выпрямленный график, однако, для нормального функционирования схемы такого качества питания недостаточно.

Для сглаживания пульсаций, после моста устанавливается фильтр. В простейшем случае – это обычный полярный конденсатор. При необходимости увеличить качество – добавляется дроссель.

После преобразования и сглаживания, необходимо обеспечить постоянную величину рабочего напряжения.

Для этого, на третьем этапе устанавливаются стабилизаторы напряжения.

И все же, первым элементом любого блока питания является диодный мост.

Он может быть выполнен как из отдельных деталей, так и в моно корпусе.


Первый вариант занимает много места и сложнее в монтаже.

Есть и преимущества:
такая конструкция стоит недорого, легче диагностируется, и в случае выхода из строя одного элемента – меняется только он.

Вторая конструкция компактна, исключены ошибки в монтаже. Однако стоимость несколько выше, чем у отдельных диодов и невозможно отремонтировать один элемент, приходится менять весь модуль.

Принцип работы диодного моста

Вспомним характеристики и назначение диода. Если не вдаваться в технические детали – он пропускает электрический ток в одном направлении, и закрывает ему путь в противоположном.

Этого свойства уже достаточно для того, чтобы собрать простейший выпрямитель на одном диоде.

Элемент просто включается в цепь последовательно, и каждый второй импульс тока, идущий в противоположном направлении – отрезается.

Такой способ называется однополупериодным, и у него есть множество недостатков:

Очень сильная пульсация, между полупериодами возникает пауза в подаче тока, равная длине половины синусоиды.

В результате отрезания нижних волн синусоиды, напряжение уменьшается вдвое. При точном измерении уменьшение оказывается больше, поскольку потери есть и в диодах.

Способность снижать напряжение вдвое при его выпрямлении, нашла применение в ЖКХ.

Жильцы многоквартирных подъездов, устав менять постоянно перегорающие лампочки – оснащают их диодами.

При включении последовательно, снижается яркость свечения и лампа «живет» гораздо дольше.

Правда сильное мерцание утомляет глаза, и такой светильник годится лишь для дежурного освещения.

Для уменьшения потерь, применяется соединение четырех элементов.

Двухполупериодный диодный мост, схема работы:

В каком бы направлении не протекал переменный ток на вводных контактах, выход диодного моста обеспечивает неизменную полярность на его выходных контактах.

Частота пульсаций такого соединения ровно в два раза выше частоты переменного тока на входе.

Поскольку плечи моста не могут одновременно пропускать ток в обоих направлениях – обеспечивается стабильная защита схемы.

Даже если у вас в устройстве перегорел диодный мост – короткого замыкания или скачка напряжения не будет.

Надежность мостовой схемы проверена десятилетиями. Защита от перенапряжения на входе гарантируется трансформатором.

От перегрузки спасает стабилизатор на выходе. Пробивает диодный мост лишь в случае использования бракованных деталей, или в автомобиле, где схема подвергается постоянным нагрузкам.

Как работает диодный мост при минимальном напряжении?

Падение напряжения в диодном мосту составляет до 0,7 вольт. При использовании обычной элементной базы в низковольтных схемах, иногда падение напряжения составляет до 50% от номинала блока питания. Такая погрешность недопустима .

Для обеспечения работы блоков питания с напряжением от 1,5 вольт до 12 вольт – используются диоды Шоттки.

При прямом протекании тока, падение напряжения на одном кристалле составляет не более 0,3 вольта. Умножаем на четыре элемента в мосту – получается вполне приемлемое значение потерь.

Кроме того, если диодный мост Шоттки на уровень помех – вы получите значение, недостижимое для кремниевых p-n диодов.

Еще одно достоинство, обусловленное отсутствием p-n перехода – способность работать на высокой частоте.

Поэтому выпрямители сверх высокочастотного напряжения делают исключительно на диодах этого типа.

Однако у диодов Шоттки есть и недостатки . При воздействии обратного напряжения, пусть даже кратковременном – элемент выходит из строя.

Проверка диодного моста мультиметром показывает, что именно эта причина имеет необратимые последствия.

Обычный германиевый или кремниевый элемент с p-n переходом самостоятельно восстанавливаются после переполюсовки.

Поэтому мосты на диодах Шоттки применяются только в низковольтных блоках питания и при наличии защиты от обратного напряжения.

Что делать, если есть подозрения на поломку моста?

Выпрямитель собран на обычной элементной базе, поэтому мы расскажем, как в домашних условиях проверить диодный мост мультиметром.

На иллюстрации видно, как протекает ток по мосту. Принцип тестирования такой же, как при проверке одиночных диодов.

Смотрим по справочнику, какие выводы модуля соответствуют переменному входу или полярному выходу – и выполняем прозвонку.

Как прозвонить диодный мост без выпаивания из схемы?

Поскольку ток в обратном направлении через диод не течет, неправильные результаты проверки говорят о пробое моста.

Извлекать мост нет необходимости, остальные элементы блока питания не оказывают влияния на измерение.

Итог: Любой из вас сможет как самостоятельно собрать диодный мост, так и отремонтировать его в случае поломки. Достаточно иметь элементарные навыки в электротехнике.

Смотрите видео: как мультиметром проверить диодный мост генератора вашего автомобиля.

Подробный рассказ о том как проверить диодный мост мультиметром в этом видео сюжете

Это зарядное устройство я сделал для зарядки автомобильных аккумуляторов, выходное напряжение 14.5 вольт, максимальный ток заряда 6 А. Но им можно заряжать и другие аккумуляторы, например литий-ионные, так как выходное напряжение и выходной ток можно регулировать в широких пределах. Основные компоненты зарядного устройства были куплены на сайте АлиЭкспресс.

Вот эти компоненты:

Еще потребуется электролитический конденсатор 2200 мкФ на 50 В, трансформатор для зарядного устройства ТС-180-2 (как распаивать трансформатор ТС-180-2 посмотрите в ), провода, сетевая вилка, предохранители, радиатор для диодного моста, крокодилы. Трансформатор можно использовать другой, мощностью не менее 150 Вт (для зарядного тока 6 А), вторичная обмотка должна быть рассчитана на ток 10 А и выдавать напряжение 15 – 20 вольт. Диодный мост можно набрать из отдельных диодов, рассчитанных на ток не менее 10А, например Д242А.

Провода в зарядном устройстве должны быть толстые и короткие. Диодный мост нужно закрепить на большой радиатор. Необходимо нарастить радиаторы DC-DC преобразователя, или использовать для охлаждения вентилятор.




Сборка зарядного устройства

Подсоедините шнур с сетевой вилкой и предохранителем к первичной обмотке трансформатора ТС-180-2, установите диодный мост на радиатор, соедините диодный мост и вторичную обмотку трансформатора. Припаяйте конденсатор к плюсовому и минусовому выводам диодного моста.


Подключите трансформатор к сети 220 вольт и произведите замеры напряжений мультиметром. У меня получились такие результаты:

  1. Переменное напряжение на выводах вторичной обмотки 14.3 вольта (напряжение в сети 228 вольт).
  2. Постоянное напряжение после диодного моста и конденсатора 18.4 вольта (без нагрузки).

Руководствуясь схемой, соедините с диодным мостом DC-DC понижающий преобразователь и вольтамперметр.

Настройка выходного напряжения и зарядного тока

На плате DC-DC преобразователя установлены два подстроечных резистора, один позволяет установить максимальное выходное напряжение, другим можно выставить максимальный зарядный ток.

Включите зарядное устройство в сеть (к выходным проводам ничего не подсоединено), индикатор будет показывать напряжение на выходе устройства, и ток равный нулю. Потенциометром напряжения установите на выходе 5 вольт. Замкните между собой выходные провода, потенциометром тока установите ток короткого замыкания 6 А. Затем устраните короткое замыкание, разъединив выходные провода и потенциометром напряжения, установите на выходе 14.5 вольт.

Данное зарядное устройство не боится короткого замыкания на выходе, но при переполюсовке может выйти из строя. Для защиты от переполюсовки, в разрыв плюсового провода идущего к аккумулятору можно установить мощный диод Шоттки. Такие диоды имеют малое падение напряжения при прямом включении. С такой защитой, если перепутать полярность при подключении аккумулятора, ток протекать не будет. Правда этот диод нужно будет установить на радиатор, так как через него при заряде будет протекать большой ток.


Подходящие диодные сборки применяются в компьютерных блоках питания. В такой сборке находятся два диода Шоттки с общим катодом, их нужно будет запараллелить. Для нашего зарядного устройства подойдут диоды с током не менее 15 А.


Нужно учитывать, что в таких сборках катод соединен с корпусом, поэтому эти диоды нужно устанавливать на радиатор через изолирующую прокладку.

Необходимо еще раз отрегулировать верхний предел напряжения, с учетом падения напряжения на диодах защиты. Для этого, потенциометром напряжения на плате DC-DC преобразователя нужно выставить 14.5 вольт измеряемых мультиметром непосредственно на выходных клеммах зарядного устройства.

Как заряжать аккумулятор

Протрите аккумулятор тряпицей смоченной в растворе соды, затем насухо. Выверните пробки и проконтролируйте уровень электролита, если необходимо, долейте дистиллированную воду. Пробки во время заряда должны быть вывернуты. Внутрь аккумулятора не должны попадать мусор и грязь. Помещение, в котором происходит заряд аккумулятора должно хорошо проветриваться.

Подключите аккумулятор к зарядному устройству и включите устройство в сеть. Во время заряда напряжение будет постепенно расти до 14.5 вольт, ток будет со временем уменьшаться. Аккумулятор можно условно считать заряженным, когда зарядный ток упадет до 0.6 – 0.7 А.

Диод представляет собой полупроводниковый агрегат с разной проводимостью, определяемой прикладываемым напряжением. Он имеет два вывода: катод и анод. Если подается прямое напряжение, то есть на аноде в сравнении с катодом потенциал положителен, агрегат открыт.

Если напряжение отрицательно, он закрывается. Такая особенность нашла применение в электротехнике: диодный мост активно используется в сварочном деле для выпрямления переменного тока и улучшения качества сварных операций.

Как сделать выпрямитель своими руками?

Если в наличии мастера имеются комплектующие детали, вполне реально изготовить самодельный сварочный выпрямитель. При условии соблюдения всех рекомендаций специалистов он гарантировано обеспечит процесс ручной дуговой сварки постоянным током, но потребуется применить электрод с обмазкой.

Использовать проволоку без обмазки также допустимо, но только при условии большого опыта в сварных вопросах. Для неопытного сварщика справиться с ней будет практически нереально.

Диодный мост для сварочного аппарата.

Обмазка при расплавлении электрода препятствует проникновению составляющих воздуха в расплавленный металл сварного соединения. Без нее контакт металла в расплавленном виде с азотом и кислородом снизят прочностные свойства шва, сделав его хрупким и пористым.

Сначала потребуется выбрать или смотать своими руками понижающий трансформатор с требуемыми параметрами. Собирают трансформатор до подключения диодного моста.

Если выбран путь самостоятельного изготовления аппарата, важно правильно рассчитать его элементы, в том числе:

  • параметры магнитопровода;
  • актуальное количество витков;
  • размеры сечения шин, проводов.

На заметку! Расчеты для изготовления трансформаторов осуществляются по единой методике, поэтому данная задача не представляет трудностей даже для малоопытного сварщика со школьными знаниями электричества.

В работе не обойтись без светодиодов: нужны они в качестве проводников тока в одном единственном направлении. Простейший диодный , созданный по мостиковой схеме, монтируют на радиатор с целью теплообмена и охлаждения.

Мощные диоды для сварочного аппарата, по типу ВД-200, выделяют при работе довольно большой объем тепловой энергии. Чтобы обеспечить падающую характеристику тока, в цепь потребуется включить дроссель последовательно.

Активное переменное сопротивление в такой схеме обеспечит сварщику возможность плавно регулировать сварочный ток. Далее, один полюс нужно подключить к сварной проволоке, а второй ‒ к рабочему объекту.

Электролитический конденсатор в составе схемы необходим в качестве сглаживающего фильтра для снижения пульсаций.

Выполнить намотку реостата несложно своими силами, но для такой задачи потребуется керамический сердечник и проволока из никелина или нихрома. Актуальный диаметр проволоки определит величина регулируемого тока сварной операции.

Расчет сопротивления реостата нужно проводиться учетом удельного сопротивления электрода, его сечения и общей длины.

Электрическая схема сварки с диодным мостом.

Шаг регулировки тока для сварки зависит от диаметра витков. Если правильно собрать перечисленные детали в единый агрегат, процесс сварки будет сопровождаться постоянным током. Не лишним будет и монтаж резистора, препятствующего короткому замыканию при работе.

Оно может происходить при касании проволоки о металл без зажигания дуги. Если в это время на конденсаторе нет сопротивления, он мгновенно разрядится, произойдет щелчок, электрод разрушится или прилипнет к металлу.

При наличии резистора можно сгладить разряды на конденсаторе, сделать поджога электрода более простым и мягким. Изготовление аппарата для выпрямления сварного тока своими руками позволит создавать максимально аккуратные и долговечные сварные швы.

Итоги

Диодный мост для сварочного аппарата преобразует переменный ток в постоянный, что позволяет повысить качества сварных соединений. Такое приспособление можно приобрести в готовом виде или создать своими руками, следуя советам, озвученным в статье.

Словосочетание “диодный мост” образуется от слова “диод”. Следовательно, диодный мост должен состоять из диодов, но они должны соединятся с друг другом в определенной последовательности. Почему это имеет важное значение мы как раз и поговорим в этой статье.

Обозначение на схеме

Диодный мост на схемах выглядит подобным образом:

Иногда в схемах его обозначают еще так:


Как мы с вами видим, схема состоит из четырех диодов. Для того, чтобы она работала корректно, мы должны правильно соединить диоды и правильно подать на них переменное напряжение. Слева мы видим два значка “~”. На эти два вывода мы подаем переменное напряжение, а снимаем постоянное напряжение с других двух выводов обозначенных значками “+” и “-“. Диодный мост также называют диодным выпрямителем.

Принцип работы

Для выпрямления переменного напряжения в постоянное можно использовать один диод для выпрямления, но не желательно. Давайте рассмотрим рисунок, как все это будет выглядеть:

Диод срезает отрицательную полуволну переменного напряжения, оставляя только положительную, что мы и видим на рисунке выше. Вся прелесть этой немудреной схемы состоит в том, что мы получаем постоянное напряжение из переменного. Проблема кроется в том, что мы теряем половину мощности переменного напряжения. Ее срезает диод.

Чтобы исправить эту ситуацию, была придумана великими умами схема диодного моста. Диодный мост “переворачивает” отрицательную полуволну, превращая ее в положительную полуволну, тем самым у нас сохраняется мощность.

На выходе диодного моста появляется постоянное пульсирующее напряжение с частой в 100 Герц. Это в два раза больше, чем частота сети.

Практические опыты

Для начала возьмем простой диод.


Катод можно легко узнать по серебристой полоске. Почти все производители показывают катод полоской или точкой.

Чтобы наши опыты были безопасными, я взял понижающий , который из 220В делает 12В.


На первичную обмотку цепляем 220 Вольт, со вторичной обмотки снимаем 12 Вольт. показал чуть больше, так как на вторичной обмотке нет никакой нагрузки. Трансформатор работает на так называемом “холостом ходу”.


3,3х5=16.5В – это максимальное значение напряжения. А если разделить максимальное амплитудное значение на корень из двух, то получим где то 11,8 Вольт. Это и есть . Осциллограф не врет, все ОК.


Еще раз повторюсь, можно было использовать и 220 Вольт, но 220 Вольт – это не шутки, поэтому я и понизил переменное напряжение.

Припаяем к одному концу вторичной обмотки трансформатора наш диод.


Цепляемся снова осциллографа


Смотрим на осциллограмму


А где же нижняя часть изображения? Ее срезал диод. Он оставил только верхнюю часть, то есть ту, которая положительная.

Находим еще три таких диода и спаиваем диодный мост .


Цепляемся ко вторичной обмотке трансформатора по схеме диодного моста.


С двух других концов снимаем постоянное пульсирующее напряжение щупом осциллографа и смотрим на осциллограмму


Вот, теперь порядок.

Виды диодных мостов

Чтобы не заморачиваться с диодами, разработчики все четыре диода вместили в один корпус. В результате, получился очень компактный и удобный радиоэлемент – диодный мост. Думаю, вы догадаетесь, где импортный, а где советский))).


Например, на советском диодном мосте показаны контакты, на которые нужно подавать переменное напряжение значком ” ~ “, а контакты, с которых надо снимать постоянное пульсирующее напряжение значком “+” и “-“.


Существует множество видов диодных мостов в разных корпусах


Есть даже автомобильный диодный мост


Существует также диодный мост для трехфазного напряжения. Он собирается по так называемой схеме Ларионова и состоит из 6 диодов:


В основном трехфазные диодные мосты используются в силовой электронике.


Как вы могли заметить, такой трехфазный выпрямитель имеет пять выводов. Три вывода на фазы и с двух других выводов мы будем снимать постоянное пульсирующее напряжение.

Как проверить диодный мост

1) Первый способ самый простой. Диодный мост проверяется целостностью всех его диодов. Для этого прозваниваем каждый диод мультиметром и смотрим целостность каждого диода. Как это сделать, читаем

2) Второй способ 100%-ый. Но для этого потребуется осциллограф, или понижающий трансформатор. Давайте проверим импортный диодный мост. Для этого цепляем два его контакта к переменному напряжению со значками “~”, а с двух других контактов, с “+” и “-” снимаем показания с помощью осциллографа.


Смотрим осциллограмму


Значит, импортный диодный мост исправен.

Резюме

Диодный мост (выпрямитель) используется для преобразования переменного тока в постоянный.

Диодный мост используется почти во всей радиоаппаратуре, которая “кушает” напряжение из переменной сети, будь то простой телевизор или даже зарядка от сотового телефона.

Трехфазный мостовой выпрямитель

— обзор

Сравнение основных типов машин

Приведенные выше замечания о допустимом крутящем моменте синхронной машины имеют особое значение для частотно-регулируемых приводов, где, кроме того, часто требуется быстрое реагирование на скорость. Принимая во внимание такие особенности, сравнение различных типов машин является информативным и кратко представлено на рис. 7.24. Электромагнитная способность выдерживать перегрузку по крутящему моменту определяет максимальную скорость ускорения (и замедления). Уникальная особенность модели d.c. машина его перегрузочная способность; например удвоение тока якоря фактически удвоило бы крутящий момент для любого конкретного значения тока возбуждения. Для переменного тока этого не происходит. машины, потому что угол крутящего момента между статором и ротором м.м.с. не фиксирован, а зависит от нагрузки, и машина может выйти из шага. Таким образом, если требуется кратковременная перегрузка 2 на единицу или даже больше, как в некоторых сталелитейных и тяговых приводах, используется переменный ток. машина, возможно, должна быть снижена, чтобы соответствовать этому, т.е.е. увеличен, так что при полной нагрузке он недоиспользуется с точки зрения продолжительной мощности. Постоянный ток Обычно не требуется снижение номинальных характеристик машины, но при питании от преобразователя SCR коэффициент мощности сети падает как постоянный ток. напряжение снижается, поскольку для этого необходимо увеличить угол задержки зажигания. Эта проблема часто решается последовательным использованием нескольких мостовых выпрямителей.

На рисунке 7.24a выбран момент перегрузки от 2 на единицу до 1 на единицу (базовая) скорость.Это означает, что ток якоря составляет 2 на единицу в этой области постоянного крутящего момента. После достижения полного напряжения дальнейшее увеличение сверх базовой скорости требует ослабления поля, которое при постоянном токе якоря приведет к падению крутящего момента обратно пропорционально уменьшению магнитного потока. Произведение крутящего момента на скорость будет постоянным в этой области постоянной мощности. Свыше 2 на единицу скорости , ток якоря, возможно, придется уменьшить из-за ограничений коммутации и стабильности, но в некоторых промышленных приводах использовались диапазоны ослабления поля до 4/1 или более.Контроль скорости путем ослабления поля в своей простоте применения всегда был привлекательной особенностью. Тем не менее, поскольку d.c. машины несут тяжелую нагрузку по техническому обслуживанию, поскольку из-за коммутатора и щеток мощные приводы фактически были заменены переменным током. машины, для которых многие современные схемы управления возникли относительно недавно, вслед за быстрым развитием силовой электроники и микроэлектроники.

Рисунок 7.24b для индукционной машины основан на работе, проделанной в разделе 4.3 и Примеры 4.11–4.164.114.124.134.144.154.16 и предполагает перегрузочную способность, такую ​​же, как для постоянного тока. машины по 2 на единицу , хотя для нее потребуется около 3 на единицу тока , исходя из тока полной нагрузки (см. Пример 4.13). Предполагается, что частота скольжения регулируется для обеспечения постоянного потока на полюс, что, в свою очередь, происходит при постоянном отношении E / f . Ток должен поддерживаться на уровне перегрузки, необходимой для получения крутящего момента 2 на единицу крутящего момента при запуске.Что касается постоянного тока. машины, дальнейшее увеличение скорости при достижении максимального напряжения требует ослабления магнитного потока, которое происходит при уменьшении частоты при той же поддерживаемой перегрузке по току. Это область постоянной мощности. По мере увеличения частоты крутящий момент для конкретного скольжения становится меньше (уравнение (4.5)), и требуется большее скольжение для получения достаточно большого тока ротора, поэтому кривая регулирования скорости становится более крутой, как показано. С помощью векторного управления можно добиться лучшего управления углом крутящего момента во время переходных процессов, и, поскольку это может быть достигнуто с помощью более простого и дешевого двигателя с короткозамкнутым ротором, d.c. У машины есть еще одно преимущество в том, что она быстро реагирует на требуемый крутящий момент. Однако на приводах средней и малой мощности он все еще может конкурировать по цене.

Возможности синхронных машин уже обсуждались, а наличие управления полем позволяет работать с более высокими коэффициентами мощности и более низкими токами, чем асинхронные двигатели. На рисунке 7.24c показано близкое сравнение с постоянным током. машина. Тем не менее, для этих кратковременных перегрузок синхронная машина должна быть спроектирована и рассчитана на большее увеличение тока возбуждения и / или якоря, чем для d.c. машина, потому что крутящий момент на ампер ниже, как объяснялось ранее.

Обычно для силовых электронных приводов, хотя формы сигналов далеки от чистого постоянного тока. или синусоидального переменного тока, характеристики могут быть рассчитаны с разумной точностью путем усреднения гармоник и предположения, что изменение среднего (среднеквадратичного) напряжения является единственным соображением. В методах, использованных в главах 3, 4 и 5 при изменении напряжения и / или частоты, не указывался источник питания, которым сегодня обычно является силовая электронная схема.Хотя пренебрежение гармониками означает пренебрежение дополнительными потерями в машине, проблемами коммутации и наличием пульсаций крутящего момента, это обычно не приводит к значительным ошибкам в расчетах скорости / среднего крутящего момента. Рабочие примеры в этой настоящей главе следуют этой процедуре, хотя для цепи прерывателя были рассчитаны формы кривой тока, а затем вычислены значения среднего крутящего момента.

Возможно, стоит отметить, что даже при синусоидальном питании при расчетах производительности были сделаны определенные допущения.Например, во время запуска асинхронного двигателя пиковые токи и крутящие моменты могут намного превышать значения, рассчитанные из напряжения, деленного на полное сопротивление эквивалентной цепи. В главе 8 это проиллюстрировано компьютерным моделированием пусковых и синхронизирующих переходных процессов, для которых переменный ток. Машинные уравнения разработаны на основе первых принципов и объяснена организация компьютерной программы.

Бесщеточные моторные приводы

Эти моторы пытаются электронным образом копировать действие щеток и коммутатора на d.c. машина. Такое расположение гарантирует, что токи якоря-катушки меняются (коммутируются), когда катушки вращаются под влиянием одной полярности поля на противоположную полярность. Таким образом, общая сила и крутящий момент сохраняют одинаковое направление. Коммутатор и щетки в постоянном токе. машина действует как датчик положения вала. Якорь и м.д.с. поля имеют фиксированное угловое смещение δ , иногда называемое углом крутящего момента (φ fa ), что схематично показано на рисунке 7.25а, где предполагается, что якорь намотан таким образом, что его общая м.м.д. идет в том же направлении, что и ток в щетке.

Рисунок 7.25. Бесщеточный d.c. двигатель, (а) Нормальный постоянный ток машина; (б) якорь на статоре; (c) схема управления главной цепью; (d) крутящий момент.

Для полностью бесщеточной машины, для которой поле должно быть постоянным магнитом, катушки якоря намотаны на неподвижный (внешний) элемент (рисунок 7.25b) и соединены через полупроводниковые переключатели, которые активируются из положения вала ( Рисунок 7.25c), так что их токи аналогичным образом меняются местами, чтобы соответствовать полярности полюса вращающегося поля. Таким образом, частота переключения автоматически синхронизируется со скоростью вращения вала, как в обычном постоянном токе. мотор. При δ = 90 ° крутящий момент пропорционален F a × F f и, при любом другом угле, предполагая синусоидальную m.m.f. распределений крутящий момент пропорционален F a F f sin δ .При движении ротора δ изменяется от 0 ° до 180 °; затем питание переключается, чтобы снова вернуть δ к нулю, и цикл повторяется. Таким образом, крутящий момент будет пульсировать, как однофазная выпрямленная синусоида (рис. 7.25d). Это устройство эквивалентно постоянному току. машина только с двумя сегментами коммутатора и имеет нулевое минимальное значение крутящего момента. Обычно имеется не менее трех ответвлений от трехфазной обмотки, которые в свою очередь питаются от трехфазного мостового инвертора. Это срабатывает под управлением детектора положения, так что его выходная частота автоматически регулируется скоростью вала.Пульсации крутящего момента теперь будут похожи на форму выходного сигнала трехфазного мостового выпрямителя; поскольку нулевой крутящий момент отсутствует, пусковой крутящий момент доступен всегда. Профилирование поверхности полюса магнита дополнительно улучшает плавность крутящего момента в течение полного цикла. Моменты переключения можно легко изменить, чтобы получить эффект, аналогичный смещению оси кисти, которое иногда в умеренной степени используется на обычном постоянном токе. машины. См. Пример 3.1. Характеристика скорости / нагрузки бесщеточной машины аналогична a d.c. машина с фиксированным возбуждением, то есть скорость немного падает с увеличением крутящего момента.

Бесщеточный постоянный ток приводы обычно используются для приложений с позиционным управлением в области промышленного управления. Поскольку продолжительность цикла зависит от движения ротора, ШИМ обычно не применяется к этим приводам. Поток ротора создается постоянными магнитами на роторе, обеспечивая трапециевидную МПС. Вариант с фасонными магнитами для создания синусоидальной МПД. известен как «бесщеточный переменный ток».Бесщеточная машина обычно питается от трехфазного инвертора, и регенерация снова становится простой, если предоставляется подходящая схема силового электронного преобразователя. Хотя значительные исследовательские усилия были затрачены на повышение скорости отклика или устранение необходимости в дорогостоящих датчиках на бесщеточных датчиках постоянного тока. В большинстве промышленных контроллеров используются простые датчики вала на эффекте Холла и фиксированные углы проводимости с переменным постоянным током. напряжение связи. Коммерческие единицы часто включают в себя контроллеры PI или PID (стр.197).

Приводы с реактивным реактивным двигателем

Еще одним вариантом в семействе синхронных машин является реактивный двигатель, как описано в разделе 5.8. Импульсные реактивные двигатели изменяют напряжение питания статора в зависимости от положения ротора так же, как и в бесщеточных машинах. Характеристики аналогичны характеристикам серии постоянного тока. двигатель или шаговый двигатель (рисунок 5.5), если для срабатывания силовых электронных переключателей статора используется критерий постоянного угла. В некоторых случаях можно использовать меньше переключателей, чем в инверторе.Импульсный реактивный привод чаще всего используется в устройствах с регулируемой скоростью средней мощности. Наряду с другими бесщеточными машинами она также является конкурентом на предстоящем прибыльном рынке приводов для электрических и гибридных дорожных транспортных средств. Ранее это была провинция округа Колумбия. машина, которая в настоящее время сталкивается с проблемой асинхронных двигателей. (13)

Заключение

Таким образом, основной постоянный ток Машина обеспечивает наилучшие характеристики разгона и простейшие характеристики управления, а базовая индукционная машина — самые низкие.Это отражает физическую сложность одного по отношению к другому; индукционная машина с сепаратором ротора дешевле, прочнее и практически не требует технического обслуживания. Постоянный ток Машина имеет пределы коммутации и, в случае синхронных и асинхронных двигателей с контактным кольцом, требует обслуживания щеточного оборудования. С добавлением силового электронного преобразователя (ов) и микроэлектронных контроллеров можно управлять любой машиной для обеспечения, при определенной стоимости, аналогичных характеристик. Достижения в области мощных полупроводников с быстрой коммутацией, таких как IGBT, позволили улучшить ШИМ и другие методы формирования волны для снижения гармонических потерь до низких уровней.Хотя d.c. машины остаются популярными для малых прецизионных приводов, некоторые производители прекратили производство постоянного тока. диски. Асинхронный двигатель с векторным управлением значительно увеличил свою долю на рынке и тяговые приводы, долгое время являвшиеся традиционным рынком для больших объемов постоянного тока. серийные двигатели, в настоящее время в основном поставляются с трехфазными асинхронными двигателями; асинхронный двигатель, запускающийся с низкой частотой статора, позволяет избежать перегорания коммутатора или чрезмерного номинала отдельного полупроводника, связанного с остановкой d.c. или бесщеточный постоянный ток мотор соответственно. Хотя наличие сложного микроэлектронного контроллера увеличивает стоимость, можно стандартизировать преобразователь и настроить привод для конкретной машины или набора характеристик путем ввода пользователем в программное обеспечение дополнительных контуров контроля состояния или управления без затрат на индивидуально разработанная система.

Трехфазный полноволновой диодный выпрямитель (уравнения и принципиальная схема)

Что такое трехфазный полноволновой диодный выпрямитель?

Трехфазный двухполупериодный диодный выпрямитель получается с использованием двух схем однополупериодного выпрямителя.Преимущество этой схемы в том, что она дает более низкую пульсацию на выходе, чем полуволновой трехфазный выпрямитель. Это потому, что его частота в шесть раз превышает входную форму волны переменного тока.

Трехфазный двухполупериодный диодный выпрямитель с чисто резистивной нагрузкой показан ниже. Напряжение питания переменного тока составляет 110 В, частота 50 Гц.

Форма волны напряжения на нагрузке показана черным на рисунке ниже. В м-фаза — максимальное фазное напряжение. Минимальное напряжение на нагрузке — 1.5 В м-фаза .

Из схемы выше мы видим, что диод D1 начинает проводить при 30 o , когда напряжение в R-фазе является максимальным. Диод D1 прекращает проводимость, а диод D3 принимает на себя проводимость под углом 150 o , когда напряжение в фазе Y является максимальным.

В то время как диод D1 проводит от 30 o до 150 o в положительном цикле, ему помогает диод D6, который помогает завершить путь возврата к трехфазному источнику.Диод D6 видит максимальное отрицательное напряжение, но это остается верным только до 90 — , когда диод D2 берет на себя проводимость от D6 и завершает путь вместе с диодом D1.

  • Следовательно, каждая пара диодов проводит на 60 o , а каждый диод проводит на 120 o .
  • Напряжение нагрузки имеет пульсации, частота которых составляет 6 × 50 = 300 Гц.

Величина напряжения постоянного тока — это сумма величин напряжений в двух диодах, которые проводят в любой момент, что, кстати, также является конкретным линейным напряжением в зависимости от того, какая пара диодов проводит.
Среднее значение выходного напряжения на резистивной нагрузке определяется как

, где

Среднеквадратичное значение выходного напряжения определяется как

Напряжение пульсаций,
Коэффициент пульсаций напряжения,
Выходная мощность постоянного тока,
Входная мощность переменного тока,
КПД,
Напряжение и ток на диоде D1 указаны ниже.

Из кривой напряжения выше видно, что PIV, пиковое обратное напряжение, которое представляет собой максимальное напряжение, с которым сталкивается диод при обратном смещении, составляет √3 В м-фаза .

Что такое трехфазный выпрямитель? — Трехфазный полуволновой, двухполупериодный и мостовой выпрямитель

Определение: A Трехфазный выпрямитель — это устройство, которое выпрямляет входное переменное напряжение с помощью трехфазного трансформатора и трех диодов , подключенных к каждая из трех фаз вторичной обмотки трансформатора.

Значение трехфазного выпрямителя

Однофазный выпрямитель также выполняет выпрямление, то есть преобразует источник переменного тока в источник постоянного тока, но для преобразования использует только одну фазу вторичной обмотки трансформатора.А диоды подключены ко вторичной обмотке однофазного трансформатора.

Недостатком такой схемы является высокий коэффициент пульсации. В случае полуволнового выпрямителя коэффициент пульсаций составляет 1,21 , а в случае двухполупериодного выпрямителя коэффициент пульсаций составляет 0,482 . В обоих случаях нельзя пренебрегать значением коэффициента пульсации. В то время как в случае однополупериодного выпрямителя значение довольно велико, но и в случае двухполупериодного выпрямителя значение выпрямителя значительно больше.

Таким образом, в таких схемах нам нужна схема сглаживания, чтобы убрать эту рябь. Эти колебания представляют собой составляющие переменного тока в постоянном напряжении. Это называется пульсирующим напряжением постоянного тока . Если это пульсирующее напряжение постоянного тока используется в нескольких приложениях, это приводит к снижению производительности устройства. Таким образом, используется схема сглаживания, фильтр работает как схема сглаживания для выпрямительной системы.

Но после этого процесса сглаживания напряжение выпрямителя в какой-то момент падает до нуля.Следовательно, если вместо однофазного трансформатора мы используем трехфазный трансформатор, коэффициент пульсаций можно значительно снизить. Одним из значительных преимуществ трехфазного трансформатора является то, что выпрямленное напряжение не падает до нуля, даже если не используется сглаживающее устройство.

Трехфазный полуволновой выпрямитель

В трехфазном полуволновом выпрямителе , три диода подключены к каждой из трех фаз вторичной обмотки трансформатора. Три фазы вторичной обмотки соединены звездой, поэтому она также называется , соединенная звездой, Вторичная.

Анодный вывод диода подключен ко вторичной обмотке трансформатора. И три фазы трансформатора соединены вместе в общей точке, называемой нейтралью . Эта нейтральная точка обеспечивает отрицательный вывод нагрузки и заземлена.

Каждый диод проводит одну треть цикла переменного тока, а оставшиеся два диода остаются разомкнутыми. Выходное напряжение постоянного тока будет между пиковым значением напряжения питания и половиной напряжения питания.

Коэффициент пульсаций для трехфазного полуволнового выпрямителя вычисляется по уравнениям ниже.

Из приведенных выше расчетов очевидно, что коэффициент пульсаций для трехфазного полуволнового выпрямителя составляет 0,17 , т.е. 17% . В однофазной половине с выпрямителем значение коэффициента пульсаций составляет 1,21 , а в случае однофазного двухполупериодного выпрямителя — 0,482. Таким образом, очевидно, что значение коэффициента пульсаций у трехфазного выпрямителя намного меньше по сравнению с однофазным выпрямителем.

Кроме того, частота пульсаций в трехфазном выпрямителе очень высока. Таким образом, эту рябь можно легко отфильтровать. Частота пульсаций в случае трехфазных выпрямителей в три раза больше частоты питающей сети. Благодаря этому процесс сглаживания в случае трехфазного выпрямителя намного проще, чем у однофазного выпрямителя.

Трехфазный полноволновой выпрямитель

В трехфазном двухполупериодном выпрямителе используются шесть диодов. Его также называют 6-диодным полуволновым выпрямителем . В этом случае каждый диод проводит 1/6 -й части цикла переменного тока. Колебания выходного постоянного напряжения меньше в трехфазных двухполупериодных выпрямителях. Выходное напряжение колеблется между максимальным значением пикового напряжения, то есть Vsmax, и 86,6% максимального напряжения.

Преимущество трехфазных двухполупериодных выпрямителей в том, что выходное напряжение регулируется и не падает до нуля. Выходное напряжение поддерживается между 86,6% максимального напряжения и пиковым значением напряжения.Таким образом, это кажется регулируемым.

Основной причиной столь низких колебаний выходного напряжения является использование большого количества диодов. Целесообразно использовать 6 диодов. Это связано с тем, что при использовании более 6 диодов стоимость схемы увеличивается. Более того, сложность схемы увеличивается, и никакого существенного увеличения регулирования выходного напряжения не будет.

3-фазный мостовой выпрямитель

Тип устройства в виде моста широко используется, потому что нет необходимости в промежуточном трансформаторе ответвления в мостовом выпрямителе.Преимущество использования мостового выпрямителя заключается в том, что ток нагрузки I dc в 0,95 раза больше пикового тока, протекающего через диод.

V dc примерно в 2,34 раза больше действующего значения переменного напряжения, проходящего через вторичную обмотку трансформатора в трехфазном полуприводном выпрямителе. Каждый диод в трехфазном мостовом выпрямителе пропускает только 1/3 тока, протекающего через нагрузку.

Таким образом, этот тип перемычки более предпочтителен в различных приложениях.

Применяются для преодоления недостатков однофазного выпрямителя.Мы уже обсуждали, что однофазные выпрямители обладают высоким коэффициентом пульсаций и большими колебаниями выходного постоянного тока. Чтобы преодолеть этот недостаток, появились трехфазные трансформаторы.

Трехфазный диодный выпрямитель | Plexim

Принцип работы

Трехфазный диодный выпрямитель преобразует трехфазное переменное напряжение на входе в постоянное напряжение на выходе. Чтобы показать принцип работы схемы, индуктивности источника и нагрузки (L s и L d ) не учитываются для простоты.Напряжение постоянного тока делится на шесть сегментов в пределах одного периода основного источника, который соответствует различным комбинациям линейного напряжения источника (V LL ). В каждом сегменте есть минимальное и максимальное напряжение постоянного тока:

  • Минимальное напряжение постоянного тока: Если одно линейное напряжение равно нулю, то минимальное напряжение постоянного тока составляет В DC = В LL · sin (60 °).
  • Максимальное напряжение постоянного тока: напряжение постоянного тока увеличивается до максимального значения В постоянного тока = В LL , где два линейных напряжения равны.

Между минимальным и максимальным напряжениями постоянного тока находится среднее напряжение постоянного тока, которое определяется по формуле: В постоянного тока, ср. = В LL · 3 / pi. Пульсации постоянного напряжения возникают с частотой, в 6 раз превышающей частоту сети. Для шести интервалов знаки фазных токов (I a , I b , I c ) задаются по формуле:

Фазовый интервал Знак фазных токов
0 ° <φ <60 ° (0, -1, 1)
60 ° <φ <120 ° (1, -1, 0)
120 ° <φ <180 ° (1, 0, -1)
180 ° <φ <240 ° (0, 1, -1)
240 ° <φ <300 ° (-0, 1, 0)
300 ° <φ <360 ° (-1, 0, 1)

Влияние индукторов

Как и в случае с однофазным диодным выпрямителем, включение нагрузки (L d ) и индуктивности источника (L s ) приводит к интервалу коммутации тока между двумя парами диодов.Чем больше индуктивность источника, тем больше времени требуется для коммутации тока. Например, после фазового интервала 1 (0 ° <φ <60 °) ток переключается с пары диодов D 5 / D 6 на D 1 / D 6 . В течение этого интервала V ca остается равным нулю, поскольку D 1 и D 5 оба являются проводящими, что приводит к уменьшению постоянного напряжения. Падение постоянного напряжения пропорционально индуктивности источника, то есть ΔV out ~ L s.

Эксперименты

  • Измените индуктивность источника с 0 мкГн на 50 мкГн и наблюдайте увеличение интервала коммутации тока, а также падение напряжения нагрузки.
  • Убедитесь, что большая индуктивность нагрузки снижает пульсации постоянного напряжения.

Трехфазные полноволновые мостовые сборки

Номер Имя
S3BR05 Стандартное восстановление, монтаж на печатной плате 3-фазный полноволновой мостовой выпрямитель в сборе
S3BR05F Быстрое восстановление, монтаж на печатной плате сборки трехфазного полноволнового мостового выпрямителя
S3BR05FF Сверхбыстрое восстановление, монтаж на печатной плате 3-фазный полноволновой мостовой выпрямитель в сборе
S3BR1 Стандартное восстановление, монтаж на печатной плате 3-фазный полноволновой мостовой выпрямитель в сборе
S3BR10 Стандартное восстановление, монтаж на печатной плате 3-фазный полноволновой мостовой выпрямитель в сборе
S3BR10F Быстрое восстановление, монтаж на печатной плате сборки трехфазного полноволнового мостового выпрямителя
S3BR10FF Сверхбыстрое восстановление, монтаж на печатной плате 3-фазный полноволновой мостовой выпрямитель в сборе
S3BR15 Стандартное восстановление, монтаж на печатной плате 3-фазный полноволновой мостовой выпрямитель в сборе
S3BR15FF Сверхбыстрое восстановление, монтаж на печатной плате 3-фазный полноволновой мостовой выпрямитель в сборе
S3BR1F Быстрое восстановление, монтаж на печатной плате сборки трехфазного полноволнового мостового выпрямителя
S3BR2 Стандартное восстановление, монтаж на печатной плате 3-фазный полноволновой мостовой выпрямитель в сборе
S3BR20 Стандартное восстановление, монтаж на печатной плате 3-фазный полноволновой мостовой выпрямитель в сборе
S3BR25 Стандартное восстановление, монтаж на печатной плате 3-фазный полноволновой мостовой выпрямитель в сборе
S3BR25F Быстрое восстановление, монтаж на печатной плате сборки трехфазного полноволнового мостового выпрямителя
S3BR2F Быстрое восстановление, монтаж на печатной плате сборки трехфазного полноволнового мостового выпрямителя
S3BR30 Стандартное восстановление, монтаж на печатной плате 3-фазный полноволновой мостовой выпрямитель в сборе
S3BR4 Стандартное восстановление, монтаж на печатной плате 3-фазный полноволновой мостовой выпрямитель в сборе
S3BR4F Быстрое восстановление, монтаж на печатной плате сборки трехфазного полноволнового мостового выпрямителя
S3BR6 Стандартное восстановление, монтаж на печатной плате 3-фазный полноволновой мостовой выпрямитель в сборе
S3BR6F Быстрое восстановление, монтаж на печатной плате сборки трехфазного полноволнового мостового выпрямителя
S3BR8 Стандартное восстановление, монтаж на печатной плате 3-фазный полноволновой мостовой выпрямитель в сборе
S3BR8F Быстрое восстановление, монтаж на печатной плате сборки трехфазного полноволнового мостового выпрямителя
SC3AS05 Стандартное восстановление, сильноточные трехфазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SC3AS05F Быстрое восстановление, сильноточные трехфазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SC3AS05FF Сверхбыстрое восстановление, сильноточные трехфазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SC3AS1 Стандартное восстановление, сильноточные трехфазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SC3AS10FF Сверхбыстрое восстановление, сильноточные трехфазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SC3AS15FF Сверхбыстрое восстановление, сильноточные трехфазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SC3AS1F Быстрое восстановление, сильноточные трехфазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SC3AS2 Стандартное восстановление, сильноточные трехфазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SC3AS2F Быстрое восстановление, сильноточные трехфазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SC3AS4 Стандартное восстановление, сильноточные трехфазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SC3AS4F Быстрое восстановление, сильноточные трехфазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SC3AS6 Стандартное восстановление, сильноточные трехфазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SC3BA05 Среднетоковые трехфазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки со стандартным восстановлением
SC3BA05F Быстрое восстановление, сильноточные трехфазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SC3BA05FF Сверхбыстрое восстановление, среднетоковые трехфазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SC3BA1 Среднетоковые трехфазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки со стандартным восстановлением
SC3BA10FF Сверхбыстрое восстановление, среднетоковые трехфазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SC3BA15FF Сверхбыстрое восстановление, среднетоковые трехфазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SC3BA1F Среднетоковые трехфазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки с быстрым восстановлением
SC3BA2 Среднетоковые трехфазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки со стандартным восстановлением
SC3BA2F Среднетоковые трехфазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки с быстрым восстановлением
SC3BA4 Среднетоковые трехфазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки со стандартным восстановлением
SC3BA4F Среднетоковые трехфазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки с быстрым восстановлением
SC3BA6 Среднетоковые трехфазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки со стандартным восстановлением
SC3BH05 Стандартное восстановление, слаботочные трехфазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SC3BH05F Слаботочные трехфазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки с быстрым восстановлением
SC3BH05FF Сверхбыстрое восстановление, слаботочные трехфазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SC3Bh2 Стандартное восстановление, слаботочные трехфазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SC3Bh20FF Сверхбыстрое восстановление, слаботочные трехфазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SC3Bh25FF Сверхбыстрое восстановление, слаботочные трехфазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SC3Bh2F Слаботочные трехфазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки с быстрым восстановлением
SC3Bh3 Стандартное восстановление, слаботочные трехфазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SC3Bh3F Слаботочные трехфазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки с быстрым восстановлением
SC3Bh5 Стандартное восстановление, слаботочные трехфазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SC3Bh5F Слаботочные трехфазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки с быстрым восстановлением
SC3BH6 Стандартное восстановление, слаботочные трехфазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SC3BJ05 Стандартное восстановление, слаботочные трехфазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SC3BJ05F Слаботочные трехфазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки с быстрым восстановлением
SC3BJ05FF Сверхбыстрое восстановление, слаботочные трехфазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SC3BJ1 Стандартное восстановление, слаботочные трехфазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SC3BJ10FF Сверхбыстрое восстановление, слаботочные трехфазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SC3BJ15FF Сверхбыстрое восстановление, слаботочные трехфазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SC3BJ1F Слаботочные трехфазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки с быстрым восстановлением
SC3BJ2 Стандартное восстановление, слаботочные трехфазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SC3BJ2F Слаботочные трехфазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки с быстрым восстановлением
SC3BJ4 Стандартное восстановление, слаботочные трехфазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SC3BJ4F Слаботочные трехфазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки с быстрым восстановлением
SC3BJ6 Стандартное восстановление, слаботочные трехфазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SC3BJ6F Слаботочные трехфазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки с быстрым восстановлением
SC3BK05 Стандартное восстановление, сильноточные трехфазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SC3BK05F Быстрое восстановление, сильноточные трехфазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SC3BK05FF Сверхбыстрое восстановление, сильноточные трехфазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SC3BK1 Стандартное восстановление, сильноточные трехфазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SC3BK10FF Сверхбыстрое восстановление, сильноточные трехфазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SC3BK15FF Сверхбыстрое восстановление, сильноточные трехфазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SC3BK1F Быстрое восстановление, сильноточные трехфазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SC3BK2 Стандартное восстановление, сильноточные трехфазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SC3BK2F Быстрое восстановление, сильноточные трехфазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SC3BK4 Стандартное восстановление, сильноточные трехфазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SC3BK4F Быстрое восстановление, сильноточные трехфазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SC3BK6 Стандартное восстановление, сильноточные трехфазные полноволновые мостовые выпрямительные сборки
SC6BA2 Трехфазные полноволновые мостовые выпрямители со стандартным восстановлением
SC6BA4 Трехфазные полноволновые мостовые выпрямители со стандартным восстановлением
SC6BA6 Трехфазные полноволновые мостовые выпрямители со стандартным восстановлением
SC6BA8 Трехфазные полноволновые мостовые выпрямители со стандартным восстановлением
НАБОР111403 Трехфазный полноволновой мостовой выпрямитель с высокой плотностью тока и высокой плотностью тока
НАБОР111404 Трехфазный полноволновой мостовой выпрямитель с высокой плотностью тока и высокой плотностью тока
НАБОР111411 Трехфазный полноволновой мостовой выпрямитель с высокой плотностью тока и высокой плотностью тока
НАБОР111412 Трехфазный полноволновой мостовой выпрямитель с высокой плотностью тока и высоким током
НАБОР111419 Трехфазный полноволновой мостовой выпрямитель с высокой плотностью тока и высокой плотностью тока

Трехфазные выпрямители — Техническая информация — Новости

Трехфазные выпрямители

Однофазные выпрямители обычно используются в источниках питания для бытовой техники.Однако для большинства промышленных и мощных применений схемы трехфазного выпрямителя являются нормой. Как и однофазные выпрямители, трехфазные выпрямители могут иметь форму полуволновой схемы, двухполупериодной схемы с использованием трансформатора с центральным отводом или двухполупериодной мостовой схемы.

Тиристоры обычно используются вместо диодов для создания схемы, которая может регулировать выходное напряжение. Многие устройства, которые обеспечивают постоянный ток , фактически генерируют трехфазного переменного тока. Например, автомобильный генератор содержит шесть диодов, которые работают как двухполупериодный выпрямитель для зарядки аккумулятора.

Трехфазная полуволновая схема

Управляемая трехфазная полуволновая схема выпрямителя, использующая тиристоры в качестве переключающих элементов, без учета индуктивности питания

Неуправляемая трехфазная полуволновая схема средней точки требует трех диодов, по одному к каждой фазе. Это простейший тип трехфазного выпрямителя, но он страдает от относительно высоких гармонических искажений как на соединениях переменного, так и на постоянном токе. Считается, что этот тип выпрямителя имеет количество импульсов три, так как выходное напряжение на стороне постоянного тока содержит три отдельных импульса на цикл частоты сети:

Пиковые значения этого трехимпульсного напряжения постоянного тока вычисляются. из среднеквадратичного значения {\ displaystyle V _ {\ mathrm {LN}}} входного фазного напряжения (напряжение между фазой и нейтралью, 120 В в Северной Америке, 230 В в Европе при работе от сети): {\ displaystyle V _ {\ mathrm { пик}} = {\ sqrt {2}} \ cdot V _ {\ mathrm {LN}}}.Среднее выходное напряжение без нагрузки получается из интеграла под графиком положительной полуволны с длительностью периода (от 30 ° до 150 °):

Трехфазная двухполупериодная схема с использованием трансформатора с центральным отводом

Управляемая трехфазная двухполупериодная схема выпрямителя, использующая тиристоры в качестве переключающих элементов, с трансформатором с центральным ответвлением, без учета индуктивности питания

Если питание переменного тока подается через трансформатор с центральным ответвлением, схема выпрямителя с улучшенной могут быть получены гармонические характеристики.Для этого выпрямителя теперь требуется шесть диодов, по одному на каждом конце каждой вторичной обмотки трансформатора. Эта схема имеет шесть импульсов и, по сути, может рассматриваться как шестифазная полуволновая схема.

До того, как стали доступны твердотельные устройства, полуволновая схема и двухполупериодная схема с использованием трансформатора с центральным отводом очень часто использовались в промышленных выпрямителях с ртутно-дуговыми клапанами. [4] Это произошло потому, что три или шесть входов питания переменного тока можно было подавать на соответствующее количество анодных электродов на одном резервуаре с общим катодом.

С появлением диодов и тиристоров эти схемы стали менее популярными, а трехфазная мостовая схема стала наиболее распространенной схемой.

Трехфазный мостовой выпрямитель неуправляемый

Автомобильный генератор в разобранном виде с шестью диодами, составляющими двухполупериодный трехфазный мостовой выпрямитель.

Для неуправляемого трехфазного мостового выпрямителя используется шесть диодов, и схема снова имеет количество импульсов шесть. По этой причине его также часто называют шестипульсным мостом.В упрощенном виде схему B6 можно рассматривать как последовательное соединение двух трехпульсных центральных цепей.

Для применений с низким энергопотреблением двойные диоды, соединенные последовательно, с анодом первого диода, соединенным с катодом второго, изготавливаются как единый компонент для этой цели. Некоторые имеющиеся в продаже двойные диоды имеют все четыре клеммы, поэтому пользователь может настроить их для использования с однофазным разделенным питанием, полумостом или трехфазным выпрямителем.

Для приложений с более высокой мощностью обычно используется одно дискретное устройство для каждого из шести плеч моста.Для самых высоких мощностей каждое плечо моста может состоять из десятков или сотен отдельных устройств, подключенных параллельно (где требуется очень высокий ток, например, при плавке алюминия) или последовательно (где требуются очень высокие напряжения, например, в высоковольтная передача электроэнергии постоянного тока).

Управляемая трехфазная двухполупериодная мостовая схема выпрямителя (B6C) с использованием тиристоров в качестве переключающих элементов без учета индуктивности питания

Пульсирующее напряжение постоянного тока возникает из разницы мгновенных положительных и отрицательных фазных напряжений {\ displaystyle V_ { \ mathrm {LN}}}, сдвинутый по фазе на 30 °:

Идеальное среднее выходное напряжение без нагрузки цепи B6 получается из интеграла под графиком импульса напряжения постоянного тока с длительностью периода ( от 60 ° до 120 °) с пиковым значением {\ displaystyle {\ hat {v}} _ {\ mathrm {DC}} = {\ sqrt {3}} \ cdot V _ {\ mathrm {peak}}}:

3-фазный вход переменного тока, полуволна и двухполупериодный выпрямленный выходной сигнал постоянного тока

Если трехфазный мостовой выпрямитель работает симметрично (как положительное и отрицательное напряжение питания), центральная точка выпрямителя на выходе сторона (или так называемый изолированный опорный потенциал) напротив центральной точки транс бывший (или нейтральный проводник) имеет разность потенциалов в виде треугольного синфазного напряжения.По этой причине два центра никогда не должны быть соединены друг с другом, иначе могут протекать токи короткого замыкания. Таким образом, заземление трехфазного мостового выпрямителя при симметричном режиме работы развязано от нейтрального проводника или земли сетевого напряжения. При питании от трансформатора возможно заземление центральной точки моста при условии, что вторичная обмотка трансформатора электрически изолирована от напряжения сети и точка звезды вторичной обмотки не находится на земле.Однако в этом случае (пренебрежимо малые) токи утечки протекают по обмоткам трансформатора.

Синфазное напряжение формируется из соответствующих средних значений разницы между положительным и отрицательным фазными напряжениями, которые образуют пульсирующее напряжение постоянного тока. Пиковое значение дельта-напряжения составляет пикового значения фазного входного напряжения и рассчитывается как минус половина напряжения постоянного тока при 60 ° периода:

Среднеквадратичное значение синфазного напряжения рассчитывается из форм-фактор для треугольных колебаний:

  • Если схема работает асимметрично (как простое напряжение питания с одним положительным полюсом), как положительный, так и отрицательный полюса (или изолированный опорный потенциал) пульсируют напротив центра (или земли ) входного напряжения аналогично положительной и отрицательной осциллограммам фазных напряжений.Однако разница в фазных напряжениях приводит к появлению шестиимпульсного постоянного напряжения (в течение периода). Строгое отделение центра трансформатора от отрицательного полюса (в противном случае будут протекать токи короткого замыкания) или возможное заземление отрицательного полюса при питании от изолирующего трансформатора применимы, соответственно, к симметричной работе.
Трехфазный мостовой выпрямитель, управляемый

Управляемый трехфазный мостовой выпрямитель использует тиристоры вместо диодов.Выходное напряжение уменьшается на коэффициент cos (α):

  • Или, выраженный через линейное входное напряжение: [5]

    Где:

  • В LL пик , пиковое значение линейных входных напряжений,

  • В пиковое , пиковое значение фазных (фаза-нейтраль) входных напряжений,

  • α, угол включения тиристора (0, если диоды используются для выполнения выпрямления)

Приведенные выше уравнения действительны только в том случае, если ток не потребляется от источника переменного тока или в теоретическом случае, когда соединения источника переменного тока не имеют индуктивности.На практике индуктивность источника питания вызывает уменьшение выходного напряжения постоянного тока с увеличением нагрузки, обычно в диапазоне 10–20% при полной нагрузке.

Влияние индуктивности питания заключается в замедлении процесса переключения (называемого коммутацией) от одной фазы к другой. В результате при каждом переходе между парой устройств существует период перекрытия, в течение которого три (а не два) устройства в мосте проводят одновременно. Угол перекрытия обычно обозначается символом μ (или u) и может составлять 20–30 ° при полной нагрузке.

С учетом индуктивности питания выходное напряжение выпрямителя уменьшается до:

Где:

Трехфазный мостовой выпрямитель Гретца при альфа = 0 ° без перекрытия

Трехфазный мостовой выпрямитель Гретца при альфа = 0 ° с углом перекрытия 20 °

Трехфазный мостовой выпрямитель Гретца с альфа = 20 ° и углом перекрытия 20 °

Трехфазный мостовой выпрямитель Гретца с альфа = 40 ° и углом перекрытия 20 °

Двенадцатипульсный мост [править]

Двенадцатиимпульсный мостовой выпрямитель с тиристорами в качестве переключающих элементов

Хотя схемы шестипульсного выпрямителя лучше, чем однофазные или трехфазные полуволновые выпрямители, они все же производят значительные гармонические искажения. соединения переменного и постоянного тока.Для выпрямителей очень большой мощности обычно используется двенадцатипульсное мостовое соединение. Двенадцатиимпульсный мост состоит из двух шестиимпульсных мостовых схем, соединенных последовательно, причем их соединения переменного тока питаются от трансформатора питания, который обеспечивает сдвиг фазы на 30 ° между двумя мостами. Это подавляет многие характерные гармоники, которые создают шестиимпульсные мосты.

Фазовый сдвиг на 30 градусов обычно достигается за счет использования трансформатора с двумя наборами вторичных обмоток: один соединен звездой (звездой), а другой — треугольником.

Схема мостового выпрямителя

— работа, типы, характеристики и применение

Мостовой выпрямитель

— важный электрический компонент, который используется в блоках питания. Он используется как преобразователь переменного тока в постоянный. Оставайтесь и идите дальше, чтобы узнать все о схеме мостового выпрямителя, ее типах, принципах работы, характеристиках, применении и преимуществах.

Что такое мостовой выпрямитель

Мостовой выпрямитель является неотъемлемой частью всех электронных устройств, которые используют постоянный ток для работы.Многие компоненты используют постоянный ток, поскольку они требуют постоянного напряжения и, следовательно, преобразование переменного тока в постоянный имеет важное значение.

Схема мостового выпрямителя — это компонент, который помогает преобразовывать питание переменного тока в постоянный. Их можно легко спроектировать с использованием одного или нескольких диодов, которые являются неуправляемыми и однонаправленными, или других управляемых твердотельных переключателей.

Рис. 1. Введение в мостовой выпрямитель

Существует много типов мостовых выпрямителей. Но тот, который вам понадобится, будет определяться требованиями к нагрузке.При выборе мостового выпрямителя для источника питания необходимо учитывать несколько моментов.

Несколько необходимых факторов, которые следует учитывать, — это номинальные характеристики компонента, напряжение пробоя, технические характеристики, диапазон температур, номинальный ток в прямом направлении, номинальный ток в переходных процессах, требования к монтажу и т. Д. Принимая во внимание все это, а также требования к нагрузке, вы можно выбрать соответствующую схему мостового выпрямителя.

Рис. 2 — Плата источника питания мостового выпрямителя

Типы мостовых выпрямителей

Мостовые выпрямители можно классифицировать на основе таких факторов, как конфигурация схемы, возможности управления и типы источника питания.Проследите указатели ниже и узнайте все о типах мостовых выпрямителей, так как некоторые из них перечислены ниже и кратко описаны:

  • Однофазные и трехфазные мостовые выпрямители
  • Неуправляемые мостовые выпрямители
  • Управляемые мостовые выпрямители

1. Однофазный и трехфазный мостовой выпрямитель

Тип источника питания, который может быть однофазным или трехфазным, определяет выпрямители. В однофазных выпрямителях есть четыре диода, которые используются для преобразования переменного тока в постоянный.Но с другой стороны, трехфазные выпрямители используют шесть диодов для той же цели, а компоненты, используемые в конструкции моста, определяют, будет ли ваша схема мостового выпрямителя управляемой или неуправляемой. Некоторые компоненты схем, которые могут определить это, — это диоды, тиристоры и т. Д.

Рис. 3 — Схема однофазного и трехфазного мостового выпрямителя

2. Неуправляемые мостовые выпрямители

Это мостовой выпрямитель который в основном используется для исправления входа.Он использует диоды для исправления входа. Диод, несомненно, является однонаправленным устройством и, следовательно, пропускает ток только с одного направления. Конфигурация диодов в этом выпрямителе такова, что мощность не может изменяться при изменении требований к нагрузке. Следовательно, благодаря этой особенности, неуправляемые мостовые выпрямители всегда используются в стабильных или постоянных источниках питания.

3. Управляемые мостовые выпрямители

Это тип выпрямителя, в котором неуправляемые диоды не используются в качестве компонентов устройства; контролируемые твердотельные устройства, такие как MOSFET, SCR (кремниевый управляемый выпрямитель или просто тиристоры), IGBT и т. д.используются. Следовательно, выходная мощность, достигаемая с помощью этого выпрямителя, различается при разных напряжениях. Эта особенность управляемых мостовых выпрямителей сделала их полезными во многих секторах.

Рис. 4 — Схема управляемого и неуправляемого мостового выпрямителя

Можно соответствующим образом изменить выходную мощность нагрузки. При срабатывании различных моментов устройств происходит изменение выходной мощности. Это основная категория мостовых выпрямителей, которые получили все свои функции только благодаря модификации компонентов.

Как работает мостовой выпрямитель

Однофазный выпрямитель имеет четыре диода D 1, D 2 , D 3, D 4 , и соединение осуществляется через нагрузку R L , как показано на рис. 5. Четыре диода соединены таким образом, что только два диода проводят ток в течение каждого полупериода. Ток нагрузки такой же, а входной переменный ток меняется на постоянный с помощью этой схемы.

Полученный выходной сигнал пульсирует, и для сохранения чистоты постоянного тока требуется конденсатор.Принцип работы почти всех выпрямителей одинаков, но в случае выпрямителей с управляемым мостом за срабатывание отвечают тиристоры; так что ток подается на нагрузку.

Рис. 5 — Конструкция мостового выпрямителя

Сигнал переменного тока подается на схему. Во время положительного полупериода диоды D1, D3 смещаются в прямом направлении, а D2, D4 — в обратном направлении. Это также показывает, что клемма A становится положительной, а клемма B становится отрицательной.Аналогичным образом клемма B становится положительной, а клемма A становится отрицательной в течение отрицательного полупериода. В этом случае диоды D2, D4 смещены в прямом направлении, а диоды D1, D3 — в обратном направлении. Ток нагрузки остается неизменным как в положительном, так и в отрицательном полупериоде.

Рис. 6 — Формы входных и выходных сигналов

Характеристики мостового выпрямителя

Основные характеристики включают:

Коэффициент пульсаций

Коэффициент пульсаций — это мера плавности выходного сигнала постоянного тока.Выходной сигнал постоянного тока с меньшим количеством пульсаций известен как плавный сигнал постоянного тока, а выходной сигнал с большими колебаниями известен как пульсирующий верхний сигнал постоянного тока.

КПД

КПД выпрямителя представлен как отношение выходной мощности постоянного тока к приложенному переменному току в качестве входной мощности.

Применения мостовых выпрямителей

Применения включают:

  • Они используются для модуляции радиосигналов.
  • Широко используется для преобразования переменного напряжения в низкое значение постоянного тока.
  • Применяются также в электросварке.
  • В основном используется в блоках питания.

Преимущества мостовых выпрямителей

К преимуществам относятся:

  • Эффективность мостового выпрямителя, несомненно, на высоте. Его КПД выше, чем у однополупериодного выпрямителя, и он равен эффективности двухполупериодных выпрямителей. Выходной сигнал постоянного тока оказался более гладким по сравнению с выходным сигналом однополупериодного выпрямителя.
  • Понижающий трансформатор не требуется.
  • Сигнал на выходе непрерывный.
  • Для использования в автомобиле необходим фильтр нижних частот.

Недостатки мостового выпрямителя

Недостатком мостового выпрямителя может быть его сложная конструкция. Прежде всего, еще один момент, который может быть включен в этот недостаток, — это потеря мощности, вызванная использованием большего количества диодов.

  • При использовании большего количества диодов стоимость изготовления может значительно возрасти.
  • Может быть ошибка в исправлении, если значение диода не соблюдается точно.
  • Не удается найти правильный выход постоянного тока.
  Также читают:
Коэффициент мощности - треугольник мощности, типы, коррекция коэффициента мощности, применения, преимущества
Асинхронный двигатель | Асинхронный двигатель - тип, особенности, принцип работы
Как работает конденсатор
Что такое стабилизатор напряжения - зачем он нам, как он работает, типы и применение
.

Похожие записи

21.11.2024 0

Особенности питания кормящей мамы: что можно и нельзя есть при грудном вскармливании

19.11.2024 0

Новорожденный какает слизью: причины появления слизи в кале грудничка

19.11.2024 0

Гемангиома у новорожденных: причины, виды, лечение и профилактика

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *